CLAVE HORAS DETEORÍA

HORAS DEPRÁCTICA

TOTAL DEHORAS CRÉDITOS NÚCLEO DE

FORMACIÓN

L30013 2 2 4 6 SUSTANTIVO

ADMINISTRACIÓN DE BASES DE DATOS

APUNTES DE

CUARTO SEMESTRE

AUTOR:

M. EN D. ED. OSCAR HERNÁNDEZ GÓMEZ

LICENCIATURA ENINFORMÁTICA ADMINISTRATIVA

COAUTOR:

LIA. CECILIA BIBIANA RAMÍREZ WALDO

FECHA DE ELABORACIÓN: 2017- A

Índice

INTRODUCCIÓN

iii

UNIDAD I. INTRODUCCIÓN 1

Objetivo 1

1.1. Concepto de sistema de información 1

1.1. 2. S.I. para la gestión para la ayuda y toma de decisiones 2

1.2. Sistemas de bases de datos frente a sistemas de archivos 3

1.3. Definición de Base de Datos 4

1.3.1. Conceptos básicos de Bases de Datos 4

1.4. Vis ión de los datos 5

1.4.1. Componentes principales de un Sistema de Base de Datos 5

1.4.2. Características de los sistemas de bases de datos 5

1.5. Arquitectura de los sistemas de bases de datos 6

1.5.1. Niveles de la arquitectura 6

1.5.1. 1. Nivel de vistas 6

1.5.1. 2. Nivel lógico o conceptual 6

1.5.1.3. Nivel físico 6

1.5.2. Ejemplares, esquemas e independencia 7

1.5.3. Sistema de Gestión de Bases de Datos 7

UNIDA D II. MO DELOS DE BAS ES DE DATOS

9

Objetivo 9

2. Modelo de datos 9

2.1. Modelo ent idad -relación 9

2.1.2. Conjuntos de relaciones 11

2.1.3. Restricciones 12

2.1.3.1. Correspondencia de card inalidades 12

2.1.4. Restricciones de part icipación 13

2.1.5. Claves 14

2.1.6. Diagrama entidad-relación 15

2.1.7. Generalización y especialización 16

2.1.7.1. Notaciones E-R alternativas 18

2.2. Modelo relacional 20

2.2.1. Estructura general de las Bases de Datos relacionales 20

2.2.2. Terminología del modelo relacional 21

2.2.3. Tipos de tablas 21

2.2.4. Relación 21

2.2.5. Integridad de los esquemas relaciónales 22

2.2.6. Conversión de esquemas E-R a relaciones 23

2.2.7. Pasos del modelo E-R al modelo relacional 24

2.2.7.1. Eliminación de generalizaciones 25

2.3. Modelo de redes 26

2.4. Modelo jerárquico 26

2.5. Modelo de arch ivos 26

2.6. Modelo de thesaurus 26

UNIDAD III. NORMALIZACIÓN

26

Objetivo 26

3. Introducción 26

Índice

Administración de Bases e Datos

ii

3.1. Dependencias funcionales 27

3.1.1. Formas normales. 27

3.2. Primera forma normal FN1 28

3.3. Segunda forma normal FN2 28

3.4. Tercera forma normal FN3 29

UNIDAD IV. METODOLOGÍAS PARA EL DIS EÑO

30

Objetivo 30

4. Diseño lógico y diseño de implantación del ciclo de vida de desarrollo de base de datos 30

4.1. Estudio in icial de la base de datos 31

4.2. Diseño de la base de datos 31

4.2.1. Diseño conceptual 33

Resumen 34

UNIDAD V. ANALIZAR LA IMPLEMENTACIÓN DE BAS ES DE DATOS A TRAVÉS DE

LOS DIVERS OS MODELOS DE BAS ES DE DATOS

36

Objetivo 36

5.8. Lenguajes de bases de datos 36

5.9. Lenguaje de Manipulación de Datos DML 37

5.9.1. Componentes del SQL 38

5.9.2. Comandos 38

5.9.2.1 Cláusulas 38

5.9.2.2 Operadores lógicos 38

5.9.2.3. Operadores de comparación 38

5.9.2.4. Funciones de agregado 38

5.9.2.5. Consultas con predicado 39

UNIDAD VI. ADMINIS TRACIÓN Y S EGURIDAD

39

Objetivo 39

6.1. Gestión de base de datos. 39

6.2. Funciones del administrador de bases de datos 39

6.3. Objet ivos del ADB 40

6.4. Integridad de la base de datos 42

6.5. Seguridad de la base de datos 42

6.6. Recuperación de la base de datos 43

6.6. 1. Respaldo 43

6.6.2. Recuperación 44

UNIDAD VII. BAS ES DE DATOS DES CENTRALIZADAS, CENTRALIZADAS Y

DISTRIBUIDAS

44

Objetivo 44

7.1. Nuevas áreas de aplicación de las bases de Datos 44

7.2. Sistemas distribuidos 44

7.3. Sistemas basados en la lógica 44

7.4. Sistemas paralelo 44

Glosario 45

Bibliografía 47

iii

Presentación

Las bases de datos han invadido el ámbito de los sistemas informáticos desde sus inicios y se hacen cada vez más notables en nuestra vida cotidiana, éstas son utilizadas como

solución, o como soporte a la solución, de la mayor parte de los problemas que se presentan en el mundo real. Por ello, el conocimiento de esta tecnología, de la teoría en la que se soporta y de los modelos de sistemas encargados de la gestión de las mismas

es de suma importancia.

Estos apuntes están dirigidos a los alumnos de Administración de Bases de Datos, esta obra tiene fines didácticos, buscados a través del planteamiento teórico. Sin profundizar en las bases teóricas con un formulismo matemático excesivo, sino, por el contrario,

centrarnos en los conceptos y reglas fundamentales y, basándose en los conocimientos que se pretenden del resultado de ésta tienen una aplicación práctica directa, se

recomienda aplicar los contenidos vistos, ya sea a través de ejercicios o realizando proyectos personales o grupales.

En cuanto a la estructura de estos apuntes, se puso especial énfasis en ubicar los contenidos de forma tal que su ordenamiento final ayude al lector a incorporar

conceptos de manera progresiva y, a la vez, ir reforzando lo aprendido a lo largo de las unidades propuestas. Ello permitirá relacionar y elaborar los conceptos fundamentales que favorecerán al momento de aplicar los modelos de bases de datos.

Se sugiere al lector involucrarse de manera activa en los temas que aquí se tratan, ya

que le serán de gran ayuda, tanto en el aspecto personal como en el aspecto profesional.

Objetivos

Conocer los conceptos sobre la organización de los archivos de datos y de las bases de datos, así como los objetivos que se persiguen en su utilización.

Analizar los modelos de especificación abstractos y conceptuales de las bases de datos.

Diseño e implementación de base de datos utilizando los distintos modelos de

datos existentes.

Comprender la importancia del proceso de normalización de las tablas que

componen una base de datos y lo aplicará.

Administrar los recursos de una base de datos.

Diseñar una base de datos a partir de datos reales utilizando los elementos

principales de un modelo conceptual.

Analizar las metodologías para el diseño de bases de datos.

Diseño e implementación de base de datos utilizando SQL.

iv

El presente, contiene imágenes referentes a aspectos de suma importancia. A

continuación se muestra una lista de estos elementos y su significado.

Representa el objetivo de la unidad

Contenidos teóricos

Tareas e investigaciones

1

UNIDAD I INTRODUCCIÓN

Objetivo: Conocer los conceptos sobre la organización de los archivos de datos y de las bases de datos, asícomo los objetivos que se persiguen en su utilización.

1.1 Concepto de sistema de información

Toda organización necesita para su funcionamiento un conjunto de informaciones que han de transmitir entre susdistintos elementos y, generalmente también, desde y hacia el exterior del sistema. Una parte de estacomunicación se realiza por medio de contactos interpersonales entre los empleados, es el sistema de informacióninformal.

Pero este tipo de flujo de información, cuando se trata de organismos complejos, se muestra insuficiente ycostoso, siendo preciso disponer de un sistema de información formal, también llamado organizacional que,integrado en el sistema de orden superior que es el organismo, aporte a éste la información necesaria.

Sistema: Un sistema es un conjunto de componentes que interaccionan entre sí para lograr un objetivocomún.

Un sistema de información puede definirse técnicamente como un conjunto de componentes interrelacionadosque permiten capturar, procesar, almacenar y distribuir la información para apoyar la toma de decisiones y elcontrol en una institución.

Dentro del concepto de sistema de información, una base de datos es también un sistema.

Todo sistema de información formal, de ahora en adelante lo llamaremos simplemente sistema de información(SI), se diseña a fin de satisfacer las necesidades de información de una organización (empresa o cualquier tipo deinstitución pública o privada) y está inmerso en ella. El SI ha de tomar los datos del entorno (la propiaorganización así como fuentes externas) y sus resultados han de ser la información qué dicha organizaciónnecesita para su gestión y toma de decisiones; por otra parte, los directivos de la organización tendrán que marcarlos objetivos y directrices por los que se regule el SI.

El SI puede ser comparado con un motor que impulsa la información, haciéndola circular por el organismo,distribuyéndola y aportándola a aquellas áreas donde es necesaria. Para realizar esta función es preciso que el sistemarecoja previamente los latos allí donde son generados y los procese para convertirlos en información útil.

Componentes de un sistema de información

SISTEMA

DE

INFORMACIÓN

Contenido-Datos-

Equipo físico-Hardware-

Soporte lógico-Software-

Administrador

Usuarios

Referencial

Factual EstructuradosNo estructurados

Unidad central de procesoEquipo periférico

Sistema operativoGestión de datos (SGBD)Control de las comunicacionesTratamientos específicos

Área de datosÁrea Informática

InformáticosNo informáticos

2

Es importante distinguir entre dos tipos de datos: referenciales y factuales. Los sistemas de informaciónreferencial contienen referencias bibliográficas de los documentos donde se puede encontrar la información, pero nola información en sí misma, de modo que una vez recuperado el dato (es decir, la referencia) es preciso conseguir eldocumento fuente. En cambio, los sistemas de tipo factual devuelven la información buscada, la cual puede serdirectamente utilizada sin necesidad de acudir a nuevos circuitos informativos.

Otra clasificación, más bien aplicable a los datos factuales, se refiere a su formato, según la cual los datos pueden serestructurados o no estructurados (también llamados formateados y no formateados). Los primeros tienen una ciertaestructura o formato en la que los distintos campos ocupan determinadas posiciones fijas (así, en un fichero de personal,el DNI del empleado se puede encontrar en primer lugar, ocupando las ocho primeras posiciones del fichero; elnombre y los apellidos a continuación, etc.). Existen, sin embargo, otros datos cuyo formato no puede ser fijo, como lostextos (propios de los sistemas documentales), o los datos multimedia (voz, imagen, etc.); son datos no estructurados.Se suele distinguir entre dos tipos de sistemas de gestión distintos según se ocupen del tratamiento de datos estructuradoso no estructurados.

Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD1): se ocupan del tratamiento (definición, actualización y recuperación)de datos estructurados (a ellos está dedicada esta obra).

Sistemas de Recuperación de Información (SRI2): se ocupan del tratamiento de datos no estructurados (documentos).Estos sistemas proporcionan facilidades de thesaurus, búsqueda en texto libre, etc.

En la actualidad existe una clara tendencia hacia la convergencia de estos dos de tratamiento, de modo que ambasfuncionalidades sean ofrecidas por un único sistema.

El ordenador, que ha de soportar la función de tratamiento o proceso, está integrado por dos subsistemas: elequipo físico (hardware) y el soporte lógico (software).

Otro componente fundamental del sistema es el administrador, o más bien la unidad de administración (ya que setrata de una función y no de una persona), cuya misión es asegurar la calidad y permitir el uso correcto ypermanente de los datos. El administrador no es el propietario de los datos, sino el gestor y custodio de losmismos, cuya responsabilidad se extiende tanto al contenido del sistema como al área informática, si bien estasdos funciones (administración del contenido y administración del SGBD) pueden estar encomendadas a unidadesdistintas de la organización.

Por último, consideramos como otro decir, a la persona o grupo de personas pueden ser tanto informáticos(analistas y pocos conocimientos de informática que generalmente en modo conversacional procedimientospreparados ex profeso, acceden directamente al sistema, pero que componente del sistema a los usuarios; es quehan de acceder al SI. Estos usuarios programadores) como usuarios finales con necesitan consultar o actualizarlos datos, y mediante lenguajes muy sencillos o también pueden existir usuarios que no obtienen información delmismo.

1.1. 2 Sistemas de Información para la gestión para la ayuda y toma de decisiones

En toda organización se suele distinguir tres niveles de gestión (operacional, táctico y estratégico), por lo que elSI estará compuesto por tres subsistemas estructurados jerárquicamente y que se corresponden con cada uno deestos tres niveles. En el plano operacional, los usuarios necesitan datos puntuales (elementales) que describan lossucesos que, de una forma u otra, caracterizan las actividades de la organización, por lo que este subsistema deinformación será muy voluminoso. De él, mediante un proceso de elaboración adecuado (en general de

1Las siglas inglesas son DBMS, Datábase Management Systems.2 Las siglas inglesas son IRS, Information Retrieval Systems.

3

agregación), se podrán, obtener los datos necesarios (junto con los aportados desde el exterior) para elfuncionamiento de los otros dos subsistemas, cuyos usuarios tienen unas exigencias.

1.2 Sistemas de bases de datos frente a sistemas de archivos

Este sistema de procesamiento de archivos típico que se acaba de describir. Los registros permanentes son almacenados envarios archivos y se escriben diferentes programas de aplicación para extraer registros y para añadir registros a losarchivos adecuados. Antes de la llegada de los sistemas de gestión de bases de datos (SGBDs), las organizacionesnormalmente han almacenado la información usando tales sistemas.

Los datos se recogen varias veces y se encuentran repetidos en los distintos ficheros. Esta redundancia, además demalgastar recursos, origina a menudo divergencias en los resultados.

Este planteamiento produce, además de una ocupación inútil de memoria secundaria, un aumento de los tiemposde proceso, al repetirse los mismos controles y operaciones en los distintos ficheros. Pero más graves todavía sonlas inconsistencias que a menudo se presentan en estos sistemas, debido a que la actualización de los mismosdatos, cuando se encuentran en más de un fichero, no se suele realizar de forma simultánea en todos ellos.

Mantener información de la organización en un sistema de procesamiento de archivos tiene una serie deinconvenientes importantes:

Inconsistencia de datos. Es decir, las diversas copias de los mismos datos pueden no coincidir. Por ejemplo, uncambio en la dirección del cliente puede estar reflejado en los registros de las cuentas de ahorro pero no estarlo en el resto delsistema.

NIVEL DIRECTIVO-TÁCTICO Y ESTRATÉGICO-

(Ayuda a la decisión)

SISTEMA DEINFORMACIÓN

NIVEL OPERACIONAL(GESTIÓN RUTINARIA)

DATOSEXTERNOS

ÓRDENES YPLANES

INFORMACIÓN AGREGADA

DATOS ELEMENTALES

Sistema de información único (nivel directivo y operacional)

D1

D2

D3

D4

D5

D6

F1

F2

F3

F5

F4

T1

T2

T3

T41

T5

F6

R1

R2

R4

R3

R5

DATOS FICHEROS TRATAMIENTOS RESULTADOS

4

Dificultad en el acceso a los datos. Supóngase que uno de los empleados del banco necesita averiguar los nombres de todoslos clientes que viven en el distrito postal 28733 de la ciudad. El empleado pide al departamento de procesamiento de datosque genere dicha lista. Debido a que esta petición no fue prevista cuando el sistema original fue diseñado, no hay unprograma de aplicación a mano para satisfacerla.

Aislamiento de datos. Debido a que los datos están dispersos en varios archivos.

Problemas de integridad. Los valores de los datos almacenados en la base de datos deben satisfacer ciertos tipos derestricciones de consistencia.

Problemas de atomicidad. Esta debe ocurrir en ellos por completo o no ocurrir en absoluto. Es difícil asegurar estapropiedad en un sistema de procesamiento de archivos convencional.

Problemas de seguridad. No todos los usuarios de un sistema de bases de datos deberían poder acceder a todos losdatos.

De este análisis se deduce claramente la necesidad de una gestión más racional del conjunto de datos, surgiendo asíun nuevo enfoque que se apoya sobre una base de datos, en la cual los datos son recogidos y almacenados unasola vez, con independencia de los tratamientos (véase figura).

Organización en B.D.: Sistemas orientados a los datos

INVESTIGAR, HISTORIA DE LAS BASES DE DATOS

1.3 Definición de Base de Datos

Se define una base de datos como una serie de datos organizados y relacionados entre si, los cuales sonrecolectados y explotados por el sistema de información de una empresa o negocio en particular.

1.3.1 Conceptos básicos de Bases de Datos

Ventajas de las Bases de Datos

Globalización de la información Eliminar información redundante Eliminar información incongruente Permite compartir información Permite mantener la integridad de la información Independencia de datos Eliminar la dificultad en el acceso de los datos

B.D.

D1

D2

D3

D4

D5

D6

R1

R2

R3

Recuperación

Tratamiento

Depuración

Actualización

Almacenamiento

DATOS CREACIÓN YACTUALIZACIÓN

RECUPERACIÓNTRATAMIENTO

RESULTADOS

5

1.4 Visión de los datos

Un sistema de bases de datos es una colección de archivos interrelacionados y un conjunto de programas quepermitan a los usuarios acceder y modificar estos archivos.

Uno de los propósitos principales de un sistema de bases de datos es proporcionar a los usuarios una visiónabstracta de los datos. Es decir, el sistema esconde ciertos detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos.

Los usuarios del sistema pueden realizar una variedad de operaciones sobre dichos archivos, por ejemplo:

Agregar nuevos archivos vacíos a la base de datos; Insertar datos dentro de los archivos existentes; Recuperar datos de los archivos existentes; Modificar datos en archivos existentes; Eliminar datos de los archivos existentes; Eliminar archivos existentes de la base de datos.

Aplicaciones de los sistemas de bases de datos

Banca. Para información de los clientes, cuentas y préstamos, y transacciones bancarias.Líneas aéreas. Para reservas e información de planificación.Universidades. Para información de los estudiantes, matrículas de las asignaturas y cursos.Transacciones de tarjetas de crédito. Para compras con tarjeta de crédito y generación mensual de extractos.

1.4.1 Componentes Principales de un Sistema de Base de Datos

Datos: Son la base de datos propiamente dicha.Hardware: Son los dispositivos de almacenamiento en donde reside la base de datos.Software: Conjunto de programas conocidos como sistema manejador de base de datos (DBMS).Usuarios: Tres categorías (programador de aplicaciones, usuario final y el administrador de la base de datos).

1.4.2 Características de los sistemas de bases de datos

Los sistemas de base de datos se diseñan para manejar grandes cantidades de información. El manejo de los datos implica tanto la definición de estructuras para el almacenamiento como la creación de

mecanismos para manejar la información. El sistema de base de datos debe cuidar la seguridad de la información almacenada en la BD, previniendo

caídas del sistema o intentos de acceso no autorizados. Si se comparte la información entre varios usuarios el sistema debe evitar posibles resultados anómalos.

INVESTIGAR, ARQUITECTURA ANSI/X3/SPARC

USUARIO EQUIPO INFORMACIÓN

INTERFAZ

PROGRAMAS

DBMS

6

1.5 Arquitectura de los sistemas de bases de datos

Ahora se esta en condiciones de presentar la arquitectura para un sistema de base de datos. El objetivo al presentaresta arquitectura es ofrecer una infraestructura en la que puedan basarse las unidades siguientes. Dichainfraestructura resulta útil para describir los conceptos generales de las bases de datos y para explicar la estructurade sistemas de bases de datos específicos; no se afirma que todo sistema pueda coincidir enteramente con estainfraestructura en particular, ni se quiere sugerir que esta arquitectura represente la única infraestructura posible,sin embargo, la arquitectura parece ajustarse a la mayoría de los sistemas.

1.5.1 Niveles de la arquitectura

1.5.1. 1 Nivel de Vistas. Es aquel en el que se presenta al usuario final y que puede combinaciones o relacionesentre los datos que conforman a la base de datos global. Puede definirse como la forma en el que el usuarioaprecia la información y sus relaciones. Oculta parte de la información a los usuarios, es decir hace visible sólouna parte de la base de datos.

Este usuario debe ver la información que maneja como un registro, una ficha de datos (un formulario) conindependencia de a qué objeto pertenecen los ítems de datos, correspondientes a ese registro, en el dominio delproblema (sistema) y en qué relaciones se ven implicados esos datos.

1.5.1. 2 Nivel Lógico o Conceptual. Es aquel en el que se definen las estructuras lógicas de almacenamiento y lasrelaciones que se darán entre ellas. Determina la organización de los archivos. Índices, llaves, orden de campos,tipos de datos.

La visión conceptual de una base de datos es una representación abstracta del problema e independiente, enprincipio, de cómo va a ser tratada esta información, de qué visiones externas pueda tener y de cómo estainformación pueda ser almacenada físicamente. Así, la visión conceptual de una base de datos no cambia a no serque cambie la naturaleza del problema.

EMPLEADO (NUMERO_EMPLEADO CHARACTER (6)NUMERO_DEPARTAMENTO CHARACTER (4)SALARIO NUMERIC (5)

);

1.5.1.3 Nivel Físico. Es el nivel mas bajo de abstracción, determina como están almacenados físicamente losdatos (pistas, sectores, cilindros), volúmenes, archivos, tipos de datos, punteros, etc., representa el nivel más bajo.

La visión física de una base de datos es la representación de cómo la información es almacenada en losdispositivos de almacenamiento. Esta visión describe las estructuras u organizaciones físicas, dispositivos,volúmenes, archivos, tipos de datos, punteros, etc., estructuras de mayor o menor complejidad que representan eldominio del problema de una forma entendible por el sistema informático.

EMP# TYPE=BYTES (6), OFFSET=6, INDEX= EMPXDEPT# TYPE= FULLWORD, OFFSET=16

Nivel lógico

Nivel físico

Vista 1 Vista 2 Vista n

Niveles de vistas

3 Niveles de abstracciónde datos

7

Como se describirá más adelante, una base de datos tiene diferentes tipos de usuarios, los cuales sólo observanaquella parte de la base de datos que les interesa y a un nivel de abstracción que son capaces de entender.

1.5.2 Ejemplares, esquemas e independencia

Las bases de datos van cambiando a lo largo del tiempo conforme la información se inserta y se borra, lacolección de información almacenada en la base de datos en un momento particular se denomina un ejemplar debase de datos (ocurrencia del esquema). El diseño completo de la base de datos se llama el esquema de la basede datos. Los esquemas son raramente modificados.

El concepto de esquemas y ejemplares de bases de datos se puede entender por analogía por un programa escritoen un lenguaje de programación. Un esquema de B.D. corresponde a las declaraciones de variables (junto condefiniciones de tipos asociados), En un programa. Cada variable tiene un valor particular en un instante detiempo. Los valores de las variables en un programa en un instante de tiempo corresponde a un ejemplar de unesquema de bases de datos.

Una base de datos puede tener varios esquemas en el nivel de vistas, a menudo denominados subesquemas, deéstos, el esquema lógico es con mucho el más importante, en términos de su efecto en los programas deaplicación, ya que los programadores construyen las aplicaciones usando el esquema lógico.

Como veremos más adelante no se trata de modelizar "todo" el mundo sino sólo la parte "importante" y"pertinente" para alcanzar los objetivos funcionales del sistema. Esa parte del mundo que nos interesa lallamaremos espacio del problema.

Independencia física de los datos: Es la habilidad para modificar el esquema físico sin cambiar el esquemalógico.

Las aplicaciones dependen del esquema lógico.

En general, las interfaces entre los diferentes niveles y componentes deberán estar bien definidos para que loscambios en algunas partes no afecten de forma importante a otras.

HACER UN CUADRO SINÓPTICO DE PAG. 25, 26,27, 28, 29, 30, 31, 32, BASES DE DATOSDESDE CHEN HASTA CODD CON ORACLE

1.5.3 Sistema de Gestión de Bases de Datos

Es importante conocer la diferencia entre lo que es una base de datos y lo que es un Sistema de Gestión de Basesde Datos (SGBD), términos que se confunden muy a menudo cuando se está trabajando con la informaciónhaciendo uso de esta tecnología.

Cuando se habla de bases de datos se habla de información que está almacenada cumpliendo toda una serie decaracterísticas y restricciones como las que se han expuesto.Pero para que la información pueda ser almacenada como se ha descrito y el acceso a la misma satisfaga lascaracterísticas exigidas a una base de datos para ser denominada como tal, es necesario que exista una serie deprocedimientos (un sistema software) que sea capaz de llevar a cabo tal labor. A este sistema software es a lo quese le denomina Sistema de Gestión de Bases de Datos*.

Así, un SGBD es una colección de programas de aplicación que proporcionan al usuario de la base de datos losmedios necesarios para realizar las siguientes tareas:

8

Definición de los datos a los distintos niveles de abstracción (físico, lógico y externo).

Manipulación de los datos en la base de datos. Es decir, la inserción, modificación, borrado y acceso oconsulta a los mismos.Mantenimiento de la integridad de la base de datos. Integridad en cuanto a los datos en sí, sus valores y lasrelaciones entre ellos.

Control de la privacidad y seguridad de los datos en la base de datos.Y, en definitiva, los medios necesarios para el establecimiento de todas aquellas características exigibles a unabase de datos.

El objetivo primordial de una SGBD es crear un ambiente en el que sea posible almacenar y recuperarinformación en forma eficiente y conveniente.Los sistemas de bases de datos se diseñan para gestionar grandes cantidades de información.

El SGBD es responsable de: Mantener las relaciones entre la información y la base de datos. Asegurar propiedades de atomicidad y durabilidad de la información, es decir recuperar toda la información

en un punto conocido en caso de que el sistema falle. Simplificar y facilitar el acceso a los datos, con un buen almacenamiento, recuperación y actualización de los

datos.

Proceso para acceder a la información de una BD.

1. El usuario solicita cierta información de la base de datos.2. El SGBD intercepta este requerimiento y lo interpreta.3. El SGBD realiza las operaciones necesarias para acceder y / o actualizar la información solicitada.

Dos tipos de comandos:

DDL: Permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e índices.DML: Permiten generar consultas para ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos.

Comandos DDLCREATE: Crear nuevas tablas, campos e índices.DROP: Eliminar tablas e índices.ALTER: Modificar las tablas agregando campos o cambiando la definición de los campos.l

Comandos DML

SELECT: Consultar registros de la base de datos que satisfagan un criterio determinado.INSERT: Insertar registros en las tablas.UPDATE: Modificar los valores de los campos y registros especificados.DELETE: Eliminar registros de las tablas.

INVESTIGAR COMPONENTES DE LOS SGBD O DBMS

Usuarios

SGBD

Base deDatos

Interfase conel usuario

Interfase con laBase de Datos

9

UNIDAD II MODELOS DE BASES DE DATOS

Objetivo: Analizar los modelos de especificación abstractos y conceptuales de las bases de datos.

2 Modelo de datos

Se utilizará para significar una descripción conceptual del espacio del problema mediante una colección deherramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semántica y las restricciones deconsistencia.

Aplicación de un modelo de datos a un mundo real para obtener un esquema

Tipos de modelos de datos

Para ilustrar el concepto de un modelo de datos, describimos dos modelos de datos en este apartado: el modeloentidad-relación y el modelo relacional.

Tarea Hacer un resumen de PAG. 40, 41, 42. , del libro. Bases de datos desde CHEN HASTACODD Con ORACLE

2.1 Modelo entidad-relación

Fue propuesto por Peter Chen a mediados de 1970 para la representación conceptual de los problemas y como unmedio para representar la visión de un sistema de forma global. Se trata de un modelo muy extendido que haexperimentado a lo largo de los años una serie de ampliaciones, lo que ha originado un medio muy potente para larepresentación de los datos correspondientes a un problema. Las características actuales de este modelo permitenla representación de cualquier tipo de sistema y a cualquier nivel de abstracción o refinamiento,

El modelo de datos entidad-relación (E-R) está basado en una percepción del mundo real que consta de unacolección de objetos básicos, llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos.

A demás este se utiliza habitualmente en el proceso de diseño de bases de datos.Antes de comenzar a describir el modelo E-R, es necesario introducir una serie de conceptos básicos que son utilizadospor el mismo. Así, se define:

ESPACIO DELPROBLEMA

MODELO DEDATOSESTRUCTURA

DE DATOS(ESQUEMA)

10

Entidad: Es una «cosa», «persona» u «objeto» en el mundo real que es distinguible de todos los demás objetos. ANSI(1977).

Ejemplo: una persona.

Una entidad tiene un conjunto de propiedades, y los valores para algún conjunto de propiedades pueden identificaruna entidad de forma unívoca.

Ejemplo: El número de cuenta 22546 identifica unívocamente una persona particular de la universidad.

Una entidad puede ser concreta, como una persona o un libro o puede ser abstracta como un préstamo.

Conjunto de entidades: Es un conjunto de entidades del mismo tipo que comparten las mismas propiedades o atributos.

Ejemplo: El conjunto de todas las personas que son estudiantes de la universidad, se puede definir como el conjunto deentidades alumno.

Tipo de entidad: Representa la clasificación de entidades individuales.Extensión del conjunto de entidades: Son las entidades individuales que constituyen un conjunto.Ocurrencia de entidad: es cada una re las realizaciones concretas de ese tipo de entidad.Ejemplo: cada alumno en concreto, Marcos Martínez Pérez

Una entidad se representa mediante un conjunto de atributos.

Ejemplo: Los posibles atributos del conjunto de entidades alumno son id_alumno, nombre_alumno, calle_alumno yciudad_alumno.

Dominio: Es el conjunto de valores permitidos para cada atributo.

Atributos: describen propiedades que posee cada miembro de un conjunto de entidades.

Cada entidad tiene un valor para cada uno de sus atributos.

Ejemplo: El valor 22546 para el id_alumno, el valor Juan Pérez santos para nombre_alumno, el valor gasa para la calle yMéxico para el valor ciudad_alumno.

Para cada atributo hay un conjunto de valores permitidos, llamados el dominio, o el conjunto de valores, de eseatributo.

Ejemplo: El dominio del atributo id_alumno podría ser el conjunto de todas las cadenas de la forma “p-n” donde n es unentero positivo.

Un atributo, se puede caracterizar por los siguientes tipos de atributo.

Atributos simples y compuestos.Atributos simples: No están divididos en subpartes.Ejemplo: nombre_alumno.

Libro Autor

Socio Documento

11

Atributos compuestos: Se pueden dividir en subpartes (es decir, en otros atributos).Ejemplo: nombre_alumno podría ser estructurado como un atributo compuesto consistente en nombre, primer_apellido ysegundo_apellido.

Atributos Monovalorados yMultivalorados.

Monovalorados: Tienen un sólo valor para una entidad concreta.Ejemplo: El atributo id_alumno referencia a una única persona.Multivalorados: Tiene un conjunto de valores para una entidad específica.

Ejemplo: Un conjunto de entidades alumno con el atributo numero_telefono, cualquier alumno en particularpuede tener cero o varios números telefónicos.

Atributos derivados: El valor para este tipo de atributo se puede derivar de los valores de otros atributos oentidades relacionados.

Ejemplo: Si el conjunto de entidades alumno tiene un atributo fecha_nacimiento, se puede calcular la edad a partirde la fecha de nacimiento y de la fecha actual.

Un atributo toma un valor nulo cuando una entidad no tiene un valor para un atributo. El valor nulo tam-bién puede indicar «no aplicable», es decir, que el valor no existe para la entidad.

Ejemplo: Una persona pude no tener segundo nombre de pila.

Valor perdido: valor existe pero no se tiene esa información.

Ejemplo: Si el valor nombre para un alumno es nulo, se asume que el valor es perdido ya que cada alumno debe tener unnombre.

2.1.2 Conjuntos de relaciones

Una relación es la asociación que existe entre dos a más entidades.

La cantidad de entidades en una relación determina el grado de la relación, por ejemplo la relación ALUMNO-MATERIA es de grado 2, ya que intervienen la entidad ALUMNO y la entidad MATERIA, la relación PADRES,puede ser de grado 3, ya que involucra las entidades PADRE, MADRE e HIJO.

Aunque el modelo E-R permite relaciones de cualquier grado, la mayoría de las aplicaciones del modelo sóloconsideran relaciones del grado 2. Cuando son de tal tipo, se denominan relaciones binarias. un conjunto derelaciones ternario tiene grado 3.

La función que tiene una relación se llama papel, generalmente no se especifican los papeles o roles, a menos quese quiera aclarar el significado de una relación.

Codigo_postal

Atributoscompuestos

Atributoscomponentes

nombre_alumno

primer_apellidosegundo_apellidonombre

dirección_cliente

ciudadcalle

numero Nombre_calle piso

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Diagrama E-R (sin considerar los atributos, sólo las entidades) para los modelos ejemplificados:

Conjunto de relaciones: Conjunto de relaciones del mismo tipo. Formalmente es una relación matemática conn > =2 deconjuntos de entidades (posiblemente no distintos). Si E1,E2,...,En son conjuntos de entidades, entonces un conjunto derelaciones R es un subconjunto de:{( e1,e2,...,en ) el € E1, e2 € E2 ,...,en € En

donde (e{,e2,...en) es una relación.Considérense las dos entidades alumno y materia. Se define el conjunto de relaciones tomamateria para denotar laasociación entre alumnos y materias.

La asociación entre conjuntos de entidades se conoce como participación; es decir, los conjuntos de entidades E l,E2,-..,En participan en el conjunto de relaciones R.

2.1.3 Restricciones

Un esquema de desarrollo E-R puede definir ciertas restricciones a las que los contenidos de la base de datos se debenadaptar. En este apartado se examina la correspondencia de cardinalidades y las restricciones de participación, que son dos delos tipos más importantes de restricciones.

2.1.3.1 Correspondencia de cardinalidades

También llamada razón de cardinalidad, expresa el número de entidades a las que otra entidad puede estar asociada vía unconjunto de relaciones.

Uno a uno. Una entidad en A se asocia con a lo sumo una entidad en B, y una entidad en B se asocia con a losumo una entidad en A (véase la Figura (a)).

Por ejemplo: la relación asignación de automóvil que contiene a las entidades EMPLEADO, AUTO, es unarelación 1 a 1, ya que asocia a un empleado con un único automóvil por lo tanto ningún empleado posee más deun automóvil asignado, y ningún vehículo se asigna a más de un trabajador.

a1

a2

a3

b1

b2

b3

(a)

(c) (d)

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Es representado gráficamente de la siguiente manera:

Ejemplos., el RFC de cada persona, El CURP personal, El acta de nacimiento, ya que solo existe un solodocumento de este tipo para cada una de las diferentes personas.

Uno a varios. Una entidad en A se asocia con cualquier número de entidades en B (ninguna o varias). Una entidaden B, sin embargo, se puede asociar cona lo sumo una entidad en A (véase la Figura (b)).

Nótese en este caso que el extremo punteado de la flecha de la relación de A y B, indica una entidad A conectada amuchas entidades B.

Ejemplos., Cliente – Cuenta en un banco, Padre-Hijos, Camión-Pasajeros, zoológico- animales, árbol – hojas.

Varios a uno. Una entidad en A se asocia con a lo sumo una entidad en B. Una entidad en B, sin embargo, se puedeasociar con cualquier número de entidades (ninguna o varias) en A (véase la Figura (c)).

Indica que una entidad del tipo B puede relacionarse con cualquier cantidad de entidades del tipo A, mientras quecada entidad del tipo A sólo puede relacionarse con sólo una entidad del tipo B.

Varios a varios. Una entidad en A se asocia con cualquier número de entidades (ninguna o varias) en B, y unaentidad en B se asocia con cualquier número de entidades (ninguna o varias) en A (véase la Figura (d)).

Ejemplo: Arquitectos – proyectos

2.1.4 Restricciones de participación

La participación de un conjunto de entidades E en un conjunto de relaciones R se dice que es total si cada entidaden E participa al menos en una relación en R. Si sólo algunas entidades en E participan en relaciones en R, laparticipación del conjunto de entidades E en la relación R se llama parcial.

Por ejemplo, se puede esperar que cada entidad materia esté relacionada con al menos un alumno mediante larelación toma_curso. Por lo tanto, la participación de toma_curso en el conjunto de relaciones toma_curso estotal. En cambio, un individuo puede ser socio de una biblioteca y tenga o no tenga un préstamo en la biblioteca.

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Otra clase de limitantes lo constituye la dependencia de existencia.

Refiriéndonos a las mismas entidades A y B, decimos que si la entidad A depende de la existencia de la entidad B,entonces A es dependiente de existencia por B, si eliminamos a B tendríamos que eliminar por consecuente laentidad A, en este caso B es la entidad Dominante y A es la entidad subordinada.

2.1.5 Claves

Los valores de los atributos de una entidad deben ser tales que permitan identificar unívocamente a la entidad. Enotras palabras, no se permite que ningún par de entidades tengan exactamente los mismos valores de sus atributos.

Una clave permite identificar un conjunto de atributos suficiente para distinguir las entidades entre sí. Las claves tambiénayudan a identificar unívocamente a las relaciones y así a distinguir las relaciones entre sí.

Una superclave es un conjunto de uno o más atributos que, tomados colectivamente, permiten identificar de formaúnica una entidad en el conjunto de entidades. Por ejemplo, el atributo id_alumno del conjunto de entidadesalumno es suficiente para distinguir una entidad alumno de las otras. Así, id_alumno es una superclave. Análogamente,la combinación de nombre_alumno e id_alumno es una superclave del conjunto de entidades alumno. El atributonombre_alumno de alumno no es una superclave, porque varias personas podrían tener el mismo nombre.

El concepto de una superclave no es suficiente para lo que aquí se propone, ya que, como se ha visto, una superclavepuede contener atributos innecesarios. Si K es una superclave, entonces también lo es cualquier superconjunto de K. Amenudo interesan las superclaves tales que los subconjuntos propios de ellas no son superclave. Tales superclavesmínimas se llaman claves candidatas.

Es posible que conjuntos distintos de atributos pudieran servir como clave candidata. Supóngase que una combinación denombre_alumno y calle_aluno es suficiente para distinguir entre los miembros del conjunto de entidades alumno.Entonces, los conjuntos {id_alumno} y {nombre_alumno, calle_alumno} son claves candidatas. Aunque los atributosid_alumno y nombre_alumno juntos puedan distinguir entidades alumno, su combinación no forma una clave candidata,ya que el atributo id_alumno por sí sólo es una clave candidata.

Se usará el término clave primaria para denotar una clave candidata que es elegida por el diseñador de la base de datoscomo elemento principal para identificar las entidades dentro de un conjunto de entidades. Una clave (primaria,candidata y superclave) es una propiedad del conjunto de entidades, más que de las entidades individuales. Cualesquierados entidades individuales en el conjunto no pueden tener el mismo valor en sus atributos clave al mismo tiempo. Ladesignación de una clave representa una restricción en el desarrollo del mundo real que se modela.

La clave primaria se debería elegir de manera que sus atributos nunca, o muy raramente, cambien. Por ejemplo, elcampo dirección de una persona no debería formar parte de una clave primaria, porque probablemente cambiará. Losnúmeros de cuenta del alumno, por otra parte, es seguro que no cambiarán. Los identificadores únicos generados porempresas generalmente no cambian, excepto si se fusionan dos empresas; en tal caso el mismo identíficador puede habersido emitido por ambas empresas y es necesario la reasignación de identificadores para asegurarse de que sean únicos.

Por ejemplo, si consideramos la entidad ALUMNO de la UAPVT, podríamos tener los siguientes atributos:Nombre, Semestre, Especialidad, Dirección, Teléfono, Número de cuenta, de todos estos atributos el quepodremos designar como clave primaria es el número de cuenta, ya que es diferente para cada alumno y este nosidentifica en la institución.

Una clave o llave primaria es indicada gráficamente en el modelo E-R con una línea debajo del nombre delatributo.

REALIZAR UN RESUMEN DE LA PAG. 25, 26, 27. FUNDAMENTOS DE B.D KORTH

15

2.1.6 Diagrama entidad-relación

Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de un esquema gráficoempleando los terminología de entidades, que son objetos que existen y son los elementos principales que seidentifican en el problema a resolver con el diagramado y se distinguen de otros por sus característicasparticulares denominadas atributos, el enlace que rige la unión de las entidades esta representada por la relacióndel modelo.

La estructura lógica general de una base de datos se puede expresar gráficamente mediante un diagrama E-R, que consta delos siguientes componentes:

Rectángulos, que representan conjuntos de entidades.Elipses, que representan atributos.Rombos, que representan relaciones entre conjuntos de entidades.Líneas, que unen los atributos con los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades con las relaciones.Subrayado: india que un atributo es una clave primaria

Recordemos que un rectángulo nos representa a las entidades; una elipse a los atributos de las entidades, y unaetiqueta dentro de un rombo nos indica la relación que existe entre las entidades, destacando con líneas lasuniones de estas y que la llave primaria de una entidad es aquel atributo que se encuentra subrayado.

A continuación mostraremos algunos ejemplos de modelos E-R, considerando las cardinalidades que existen entreellos:

Relación Uno a Uno.

Diseñar el modelo E-R, para la relación Registro de automóvil que consiste en obtener la tarjeta de circulación deun automóvil con los siguientes datos:- Automóvil- Modelo, Placas, Color - Tarjeta de circulación -Propietario,No_serie, Tipo.

Indicamos con este ejemplo que existe una relación de pertenencia de uno a uno, ya que existe una tarjeta decirculación registrada por cada automóvil.

En este ejemplo, representamos que existe un solo presidente para cada país.

El siguiente ejemplo indica que un cliente puede tener muchas cuentas, pero que una cuenta puede llegar apertenecer a un solo cliente (Decimos puede, ya que existen cuentas registradas a favor de más de una persona).

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2.1.7 Generalización y especialización

Generalización.

Es el resultado de la unión de 2 o más conjuntos de entidades (de bajo nivel) para producir un conjunto deentidades de más alto nivel. La generalización se usa para hacer resaltar los parecidos entre tipos deentidades de nivel más bajo y ocultar sus diferencias.

La generalización consiste en identificar todos aquellos atributos iguales de un conjunto de entidadespara formar una entidad(es) global(es) con dichos atributos semejantes, dicha entidad(es) global(es)quedara a un nivel más alto al de las entidades origen.

Ejemplo:Tomando el ejemplo del libro de fundamentos de base de datos de Henry F. Korth.

Donde:Se tiene las entidades Cta_Ahorro y Cta_Cheques, ambas tienen los atributos semejantes de No_Cta y Saldo,

aunque además de estos dos atributos, Cta_Ahorro tiene el atributo TasaInteres y Cta_Cheques el atributoSaldoDeudor. De todos estos atributos podemos juntar (generalizar) No_Cta y Saldo que son iguales en ambasentidades.

Entonces tenemos:

Herencia de atributos: Un conjunto entidad de nivel más bajo hereda todos los atributos y participaciones enasociaciones del conjunto entidad de nivel superior al que está enlazado.

Podemos leer esta gráfica como: La entidad Cta_Ahorro hereda de la entidad CUENTA los atributos No_Cta ysaldo, además del atributo de TasaInteres, de forma semejante Cta_cheque tiene los atributos de No_Cta, Saldo ySaldoDeudor.

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Como podemos observar la Generalización trata de eliminar la redundancia (repetición) de atributos, al englobarlos atributos semejantes. La entidad(es) de bajo nivel cuentan (heredan) todos los atributos correspondientes.

Especialización:

Es el resultado de tomar un subconjunto de entidades de alto nivel para formar un conjunto de entidades de másbajo nivel.

1. En la generalización cada entidad de alto nivel debe ser también una entidad de bajo nivel. Laespecialización no tiene este limitante.

2. Se representa por medio de un triángulo denominado con la etiqueta "ISA", se distingue de lageneralización por el grosor de las líneas que conectan al triángulo con las entidades.

3. La especialización denota la diferencia entre los conjuntos de entidades de alto y bajo nivel.Agregación: La agregación surge de la limitación que existe en el modelado de E-R, al no permitir expresar lasrelaciones entre relaciones de un modelo E-R en el caso de que una relación X se quiera unir con una entidadcualquiera para formar otra relación.

La generalización consiste en agrupar por medio de un rectángulo a la relación (representada por un rombo) juntocon las entidades y atributos involucrados en ella, para formar un grupo que es considerado una entidad y ahora sípodemos relacionarla con otra entidad.

Para ejemplificar lo anterior consideremos el ejemplo del libro de fundamentos de Base de Datos de Henry F.Korth. En donde el problema consiste en que existen trabajando muchos empleados que trabajan en diferentesproyectos, pero dependiendo del trabajo que realiza en pueden llegar a utilizar un equipo o maquinaria; en esteproblema intervienen 3 entidades: Empleado, Proyecto y Maquinaria, el diagrama E-R correspondiente es:

Como el modelo E-R no permite la unión entre dos o más relaciones, la relación trabajo es englobada como sifuera una entidad más de la relación usa, gráficamente queda como:

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Ahora podemos decir que la entidad trabajo se relaciona con la entidad maquinaria a través de la relación usar.Para indicarnos que un trabajo usa un determinado equipo o maquinaria según el tipo de trabajo que se trate.

Instancias.Cada entidad debe tener múltiples ocurrencias o instancias. Por ejemplo, la entidad Empleado, tiene unaocurrencia (o instancia) por cada empleado en la empresa. Cada instancia de la entidad, tiene valores específicospara los atributos de la entidad.

Observaciones:Las instancias a menudo son confundidas con las entidades.Una entidad es una clase o categoría de algo, por ejemplo EMPLEADO.Una instancia es una "cosa" específica, por ejemplo, el empleado Juan Bravo.2.1.7.1 Notaciones E-R alternativas

Ejemplo, modelo Entidad Relación utilizando generalización y especialización

Las sedes olímpicas se dividen en complejos deportivos. Los complejos deportivos se subdividen en aquellos enlos que se desarrolla un único deporte y en los polideportivos. Los complejos polideportivos tienen áreasdesignadas para cada deporte. Un complejo tiene una localización, un jefe de organización individual y un áreatotal ocupada.

Los dos tipos de complejos (deporte único y polideportivo) tendrán diferentes tipos de información. Para cada tipode sede, se conservará el número de complejos junto con su presupuesto aproximado.

Cada complejo celebra una serie de eventos (ejemplo: la pista del estadio puede celebrar muchas carrerasdistintas.). Para cada evento está prevista una fecha, duración, número de participantes. Una lista de todos loscomisarios se conservará junto con la lista de los eventos en los que esté involucrado cada comisario ya seacumpliendo la tarea de juez u observador.

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Ejemplo modelo E-R. Facturación de consumos

Usted trabaja en una consultoría y se le ha encargado que realice la facturación de los consumos que se producenen una red eléctrica compartida por diferentes compañías. Se desea tener información sobre los clientes (con suRFC, nombre y Dirección) que consumen la electricidad, las compañías (con su RIF y nombre) y los apuntes querepresentan el consumo (en kW/h) de un cliente en una fecha en concreto. Los clientes eligen la compañía que lespresta el servicio entre dos fechas (pueden cambiar en cualquier momento de compañía). Las compañías aplicantarifas válidas entre dos fechas que indican el coste por kW/h. Una compañía sólo puede aplicar una tarifa cadadía, independientemente del cliente. Un cliente se entiende como tal si ha elegido una compañía.

Presupuesto No_complejos Jefe localizacion

Area_total

Sede divide Complejo

ISA

Unideportivo Polideportivo

Área

Designacion

Localizacion

Celebra Evento

Comisionario

Participa

ISA

Juez Observador

Fecha

no_participantes

Duracion

Precio

Fecha_inicial

Fecha_final

Tarifas

Fecha_A

Consumo Apuntes

Aplica

Consume

Compañías

Clientes

Elige

RFC

NombreCl

DireccionCl

RFCC

NombreCo

20

2.2 Modelo relacional

Fue E.F. Codd quien desarrolló en IBM- San José (California) el modelo de datos relacional. Tiene asociada lateoría de normalización de las relaciones que tienen por objeto la eliminación de los comportamientos anómalosde las relaciones durante el proceso de manejo de la información.El modelo relacional se ha establecido actualmente como el principal modelo de datos para las aplicaciones deprocesamiento de datos. Se basa en un conjunto de tablas. El usuario del sistema de datos puede consultar esastablas, insertar nuevas tuplas, borrar tuplas y actualizar (modificar) las tuplas.

Codd propuso que los sistemas de bases de datos deberían presentarse a los usuarios con una visión de los datosorganizados en estructuras llamadas relaciones, definidas como conjuntos de tuplas (filas) y no como series osecuencias de objetos, con lo que el orden no es importante. Por tanto, detrás de una relación puede habercualquier estructura de datos compleja que permita una respuesta rápida a una variedad de consultas. Codd hizoentonces énfasis en que el usuario de un sistema relacional sólo debía preocuparse por el qué consultar yno el cómo de las estructuras de almacenamiento.

La estructura fundamental del modelo relacional es la relación, es decir una tabla bidimensional constituida porfilas (tuplas) y columnas (atributos). Las relaciones representan las entidades que se consideran interesantes en labase de datos. Cada instancia de la entidad encontrará sitio en una tupla de la relación, mientras que los atributosde la relación representan las propiedades de la entidad. Por ejemplo, si en la base de datos se tienen querepresentar personas, podrá definirse una relación llamada "Personas", cuyos atributos describen lascaracterísticas de las personas. Cada tupla de la relación "Personas" representará una persona concreta. Porejemplo, la relación:

Personas (RFC, nombre, apellido, sexo, estadoCivil, fechaNacimiento)Es apenas una definición de la estructura de la tabla, es decir su nombre y la lista de atributos que la componen.

Aunque una relación es más conocida como tabla, las tuplas como filas y los atributos como columnas.

En las bases de Codd se definían los objetivos de este modelo:

Independencia física. La forma de almacenar los datos, no debe influir en su manipulación lógica Independencia lógica. Las aplicaciones que utilizan la base de datos no deben ser modificadas por que se

modifiquen elementos de la base de datos. Flexibilidad. La base de datos ofrece fácilmente distintas vistas en función de los usuarios y aplicaciones. Uniformidad. Las estructuras lógicas siempre tienen una única forma conceptual (las tablas) Sencillez.

2.2.1 Estructura general de la BD relacional

MODELO E-R MODELO RELACIONALConjunto de entidad o relación TablaAtributo ColumnaEntidad o relación Tupla

Columna

Tupla Tabla

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2.2.2 Terminología del modelo relacional

Una de las formas más naturales, y por tanto fácilmente entendibles por el usuario, de representar la informaciónes sobre la base del uso de una representación tabular plana de la misma. Una tabla bidimensional mediante lacual se represente tanto los objetos como las relaciones entre ellos existentes en el dominio del problema.Tupla. Cada fila de la tabla (cada ejemplar que la tabla representa)Atributo. Cada columna de la tablaGrado. Número de atributos de la tablaCardinalidad. Número de tuplas de una tablaDominio. Conjunto válido de valores representables por un atributo.

2.2.3 Tipos de tablas

Persistentes. Sólo pueden ser borradas por los usuarios:o Vistas. Son tablas que sólo almacenan una definición de consulta, resultado de la cual se produce

una tabla cuyos datos proceden de las bases o de otras vistas e instantáneas. Si los datos de lastablas base cambian, los de la vista que utiliza esos datos también cambia.

o Instantáneas. Son vistas (creadas de la misma forma) que sí que almacenan los datos quemuestra, además de la consulta que dio lugar a esa vista. Sólo modifican su resultado (actualizanlos datos) siendo refrescadas por el sistema cada cierto tiempo.

Temporales. Son tablas que se eliminan automáticamente por el sistema. Pueden ser de cualquiera de lostipos anterior.

2.2.4 Relación

Dada una serie de conjuntos nDDDD ,...,,, 321 , no necesariamente distintos, se dice que R es una relación entre

estos n conjuntos si es un conjunto de n tuplas no ordenadas ),...,,( 321 ndddd tales que

.,...,,, 332211 nn DdDdDdDd a los conjuntos nDDDD ,...,,, 321 se les denomina dominios de R, y el

valor de n es el grado de la relación R

ALUMNO

matricula# nombre apellido curso calificación3456 José Pérez de la Lastra 1 5.250101 Maria Atunes Argote 2 7.88743 Lourdes Soria Madrid 1 4.51234 Antonio González Silos 3 6.35

Ejemplo de relación

Se trata de una tabla denominada ALUMNO, se tienen cuatro tuplas. La relación es de grado 5, los 5 dominiosson conjuntos de valores que representan.

Al número de tuplas de una relación en un instante dado se le denomina cardinalidad de la relación. Así larelación alumno tiene una cardinalidad de cuatro. Al número de columnas de una relación se le denomina gradode la relación. Así, la relación ALUMNO tiene un grado cinco.

22

2.2.5 Integridad de los esquemas relaciónales

La intención de un esquema relacional, es decir, el conjunto de las intenciones de las relaciones consideradas en elesquema, debe satisfacer las siguientes reglas de integridad mediante las cuales se garantiza la consistencia de lainformación que pueda ser manejada sobre la base de ese esquema.

Restricciones: Se trata de unas condiciones de obligado cumplimiento por los datos de la base de datos.Las hay de varios tipos.

Inherentes: Son aquellas que no son determinadas por los usuarios, sino que son definidas por el hecho de que labase de datos sea relacional. Por ejemplo:

o No puede haber dos tuplas igualeso El orden de las tuplas no importao El orden de los atributos no importao Cada atributo sólo puede tomar un valor en el dominio en el que está inscrito

Semánticas: El modelo relacional permite a los usuarios incorporar restricciones personales a los datos.Las principales son:

o Clave primaria. Hace que los atributos marcados como clave primaria no puedan repetir valores.o Unicidad. Impide que los valores de los atributos marcados de esa forma, puedan repetirse.o Obligatoriedad. Prohíbe que el atributo marcado de esta forma no tenga ningún valoro Regla de validación. Condición que debe de cumplir un dato concreto para que sea actualizado.o Integridad referencial. Prohíbe colocar valores en una clave externa que no estén reflejados en la tabla

donde ese atributo es clave primaria.

La integridad referencial garantiza que los cambios efectuados en una tabla no afectaran a la relación. Ademásimpide:

• Añadir un registro a la tabla seleccionada si el valor del campo de relación no existe en la tabla principal.• Eliminar un registro de la tabla principal si tiene registros relacionados en la tabla relacionada. Esto quieredecir, siguiendo con el ejemplo anterior, que antes de borrar a una persona de la tabla de clientes, habría queborrarla de la tabla de ventas, ya que no pueden existir ventas de un cliente inexistente.• Modificar el campo de relación en la tabla principal si tiene registros relacionados en la tabla relacionada.• Modificar el campo de relación en la tabla relacionada si el nuevo valor que se indexa en el no existe en latabla principal, ya que este debe estar también en la tabla principal.

Si exigimos integridad referencial se van a activar las siguientes opciones:

- Actualizar en cascada los campos relacionados: Al activar esta opción, si realizamos alguna modificaciónen el campo clave principal de la tabla principal, Access realizara una actualización automática en el camporelacionado de la tabla relacionada.

- Eliminar en cascada los registros relacionados: Si eliminamos un registro en la tabla principal, seeliminaran automáticamente todos los registros relacionados en las demás tablas relacionadas.

INVESTIGAR, TIPOS DE DATOS PARA LOS CAMPOS DE UNA TABLA

Recordar que:

Una tabla esta estructurada en filas y columnas. Cada fila es un registro de datos, ya que contiene datos. Los datosson la intersección de una fila con una columna y es la unidad mínima con la que podemos trabajar en una base

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de datos. El gestor Access colocará los datos en una matriz donde las filas serán los registros y las columnas loscampos.

Clave Principal: Campo de la tabla que identifica inequívocamente un registro, no pudiendo existir dos registroscon la misma clave principal. Esta clave sirve para identificar un registro en concreto. También llamada PrimaryKey.

El campo clave no puede tener un valor nulo (NULL). Su valor debe ser conocido. El contenido del campo nodeber ser extenso, el espacio que ocupe deberá ser mínimo. Su utilización en otras tablas (Claves Ajenas) sirvepara crear una relación entre ellas.

Clave Ajena o foránea: Duplicación en la tabla relacionada de la clave principal. Si el campo definido comoclave principal o primaria en una tabla forma parte también de otra tabla se llamará clave ajena. También llamadaForeign Key.

Es muy conveniente que cada tabla contenga una clave principal.

INVESTIGAR las 12 reglas de CODD

2.2.6 Conversión de esquemas E-R a relaciones

Las claves primarias permiten representar tanto los conjuntos entidad como los conjuntos asociación comorelaciones que representan los contenidos de la base de datos.

Una base de datos que sigue el esquema E-R se puede representar mediante un conjunto de relaciones. Para cada conjunto entidad y cada conjunto asociación existe una única relación a la que se le asigna el

nombre del conjunto entidad o conjunto asociación correspondiente. Cada relación tiene columnas (normalmente una por atributo), que tienen nombres únicos. Convertir un diagrama E-R a relaciones es la base para conseguir un diseño relacional a partir de ese diseño

E-R.

Ejemplo, Diagrama E-R para entidad bancaria

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La relación cliente

nombre_clente calle_clente ciudad_clienteSuárez López Luís Principe MexicoPazo Rial Tijana

Diagrama del esquema para la entidad Bancaria

2.2.7 Pasos del modelo E-R al modelo relacional

Transformación de las entidadesTodas las entidades regulares presentes en el modelo E/R se transforman en tablas en el modelo relacional,manteniendo el número y tipo de los atributos, así como las claves primarias.

Las entidades débiles también se convierten en tablas en el modelo relacional, manteniendo el número y tipo delos atributos, pero su clave primaria se forma por la composición de su clave primaria con la clave primaria de laentidad reglar de la cual depende.

Transformación de las relaciones uno a uno (1:1)

Si en la relación binaria, las dos entidades participan con cardinalidad máxima y mínima igual a uno, entonces:

Si las dos entidades tienen el mismo identificador, entonces se transforman en una única tabla por laagregación de los atributos de las dos entidades y la clave es la clave de las entidades (es la misma en ambas).

Si las dos entidades tienen distinto identificador, entonces cada entidad se transforma en una tabla conclave principal el identificador de la entidad correspondiente y cada tabla tendrá como clave ajena elidentificador de la otra tabla con la cual está relacionada.

Si en la relación binaria, alguna de las entidades participa con cardinalidad mínima igual a cero, entonces:

Cada entidad se transforma en una tabla con clave principal el identificador de la entidad correspondiente. Se construye una nueva tabla correspondiente a la relación, la clave de la misma estaría formada por las

claves de cada tabla y los atributos de la relación (si los hay).

Transformación de las relaciones uno a varios (1:N)

25

Si en la relación binaria 1: N, la entidad que participa con cardinalidad máxima uno, lo hace también concardinalidad mínima uno, entonces cada entidad se transforma en una tabla con clave principal el identificador dela entidad correspondiente y la clave de la entidad que participa con cardinalidad máxima uno pasa como claveajena de la otra tabla con la cual está relacionada. Si la relación tuviera atributos, estos pasan a formar parte de latabla correspondiente a la entidad que participa con cardinalidad máxima N.

Si en la relación binaria 1: N, la entidad que participa con cardinalidad máxima uno, lo hace con cardinalidadmínima cero, entonces cada entidad se transforma en una tabla con clave principal el identificador de la entidadcorrespondiente y se construye una nueva tabla correspondiente a la relación, formada por las claves de cada tablay los atributos de la relación. La clave de esta nueva tabla será el identificador de la entidad que participa concardinalidad máxima N y tendría como clave ajena el identificador de la otra entidad.

Las relaciones débiles no sufren ningún tipo de transformación, simplemente desaparecen en el modelo relacional.

Transformación de las relaciones varios a varios (N: M)

En la relación binaria N:M, cada entidad se transforma en una tabla con clave principal el identificador de laentidad correspondiente y se construye una nueva tabla correspondiente a la relación, que tendrá los atributoscorrespondientes a la relación y cuya clave estará formada por la composición de los identificadores de lasentidades que participan en la relación.

Transformación de las relaciones N-arias

En las relaciones N-arias se aplica la misma regla que en las relaciones binarias N: M.

2.2.7.1 Eliminación de generalizaciones

El modelo relacional no puede representarlas directamente.

Principales alternativas para transformar generalizaciones:

1 Plegar las entidades hijo en la entidad padre.Adecuada cuando las operaciones implican a los atributos de E0, E1 y E2 más o menos de la misma forma.Aunque mayor espacio de almacenamiento, requiere menos accesos.

2 Sustituir la generalización por relaciones.

26

Adecuada cuando la generalización no es total y las operaciones se refieren a atributos de E1(E2) o de E0 (sedistinguen los padres de los hijos). Se ahorra espacio con respecto a la alternativa 1 (no hay atributos NULL),pero hay más accesos para mantener la consistencia.Ejemplo de generalizaciones Se tratan igual que en el caso de las entidades débiles. La relación ISA no se transforma en relación.

Personas (RFC, Nombre, Apellidos);Alumnos (RFC, NumeroA);Profesores (RFC, Cedula);

EL ALUMNO INVESTIGARÁ Y EXPONDRÁ LOS SIGUIENTES MODELOS DE BASES DEDATOS. SE PODRÁ APOYAR DEL LIBRO PETER ROB/ CARLOS CORONEL, “SISTEMAS

DE BASES DE DATOS”, E.D. THOMSON.

2.3 Modelo de redes2.4 Modelo jerárquico2.5 Modelo de archivos2.6 Modelo de thesaurus

UNIDAD III. NORMALIZACIÓN.

Objetivo: Se comprenderá la importancia del proceso de Normalización de las tablas que componen unabase de datos y lo aplicará.

3 Introducción

La normalización, o sea la razón y uso de las formas normales, es evitar la repetición innecesaria de datos(redundancia). Una solución a este problema es repartirlos en varias relaciones y utilizar referencias por valorentre ellas.

La traducción del esquema conceptual al lógico no es única. Es necesario contar con una medida de la calidad dela agrupación de los atributos en relaciones. Como herramienta principal se usan las dependencias funcionalespara agrupar los atributos en esquemas de relación, que se dice que se encuentran en una determinada formanormal. La forma normal de un esquema de relación determina su grado de calidad con respecto a reducir dosefectos no deseados: la redundancia de datos y las anomalías que produce esta redundancia. En este tema seestudia el análisis de esquemas de relación para determinar en qué forma normal se encuentra y el procedimiento,conocido como normalización, para descomponerlos en otros esquemas de relación que se encuentren en formasnormales más exigentes.3.1 Dependencias funcionales

Nombre

Persona

ISA

Alumno Profesor

ApellidosRFC

NumeroA Cedula

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Uno de los retos en el diseño de la base de datos es el de obtener una estructura estable y lógica tal que:1. El sistema de base de datos no sufra de anomalías de almacenamiento.2. El modelo lógico pueda modificarse fácilmente para admitir nuevos requerimientos.

La teoría de normalización esta basada en la teoría de las dependencias; se dice que una relación está en unadeterminada forma normal si satisface un conjunto de restricciones.

Dada una relación R, se dice que el atributo R.y R es funcionalmente dependiente de otro atributoR.x R, y se expresa en la forma R.x R.y si, y sólo si, siempre que dos o más tuplas de R coincidan en susvalores de R.x.

Representación textual de las dependencias funcionalesFormato generalR.x —> (R.a, R.b, ... R.n)denotando que los atributos R.a, R.b, .... R.n son funcionalmente dependientes del atributo R.x.

EJEMPLORelación Alumno

matricula nombre apellidos nota curso

Relación AlumnoAlumno.matricula —> (Alumno.nota, Alumno.curso)Alumno.matricula —> (Alumno.nombre, Alumno.apellidos)

A los atributos que forman parte de la clave de una relación se les denomina atributos primos, y a los que noforman parte de la clave, atributos no primos.

En los esquemas se representarán: los atributos que forman la clave primaria de las relaciones subrayados, y Losatributos que son claves foráneas de otras relaciones en negrita.

3.1.1 Formas normalesSon las técnicas para prevenir las anomalías en las tablas. Dependiendo de su estructura, una tabla puede estar enprimera forma normal, segunda forma normal o en cualquier otra.

Relación entre las formas normales:

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3.2 Primera forma normal FN1

Una relación R satisface la primera forma normal (FN1) si, y sólo si, todos los dominios subyacentes de larelación R contienen valores atómicos.

Abreviada como 1FN, se considera que una relación se encuentra en la primera forma normal cuando cumple losiguiente:

1. Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos repetidos como valores, esdecir, contienen un solo valor por cada celda.

2. Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo.3. Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es importante.4. Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las filas no es importante.

Por lo general la mayoría de las relaciones cumplen con estas características, así que podemos decir que lamayoría de las relaciones se encuentran en la primera forma normal.

Matrícula

(*)asignatura N(12) Representa la identificación de las asignaturas en las que se encuentramatriculado cada uno de los alumnos.

cuenta N(10) Representa el número de cuenta del alumno.

calificacion N(10) Representa la calificación del alumno.nombre T(18)Apellido_p T(18)Apellido_m T(18)semestre T(18) Representa el semestre en el que se imparte la clase de una asignaturaaula N(50) Representa las aulas en las que se imparte la clase de las asignaturas.

lugar T(18) Representa los lugares de estudio en los que se imparte la clasecorrespondiente a las asignaturas.

asignatura cuenta nombre Apellido_p Apellido_m semestre calificacion aula lugar001 001 LUIS PEREZ LOPEZ sexto 7 20 ED.CENTRAL

Esquema:

Matrícula (asignatura, cuenta, nombre, Apellido_p, Apellido_m, curso, aula, lugar )

* Problemas de inserción, borrado y actualización de tuplas

3.3 Segunda forma normal FN2

Una relación R satisface la segunda forma normal (FN2) si, y sólo si, satisface la primera forma normal y cadaatributo de la relación depende funcionalmente deforma completa de la clave primaria de esa relación.

29

Esquema:Imparte (asignatura, semestre)Alumno (cuenta, Apellido_p, Apellido_m, nombre)Matricula (asignatura, cuenta, calificación, aula, lugar)

Una relación se encuentra en segunda forma normal, cuando cumple con las reglas de la primera forma normal ytodos sus atributos que no son claves (llaves) dependen por completo de la clave. De acuerdo con está definición,cada tabla que tiene un atributo único como clave, esta en segunda forma normal.

3.4 Tercera forma normal FN3

Una relación R satisface la tercera forma normal (FN3) si, y sólo si, satisface la segunda forma normal y cadaatributo no primo de la relación no depende funcionalmente de forma transitiva de la clave primaria de esarelación. Es decir, no pueden existir dependencias entre los atributos que no forman parte de la clave primaría dela relación R.

Esquema:Imparte (asignatura, semestre)Alumno (cuenta, Apellido_p, Apellido_m, nombre)Ubicación (aula, lugar)Matricula (asignatura, cuenta, calificación, aula)

INVESTIGAR Y DAR UN EJEMPLO UTILIZANDO LA CUARTA Y QUINTA FORMANORMAL

30

UNIDAD IV METODOLOGÍAS PARA EL DISEÑO.

Objetivo: Analizará la metodología para el diseño de bases de datos.

Contenidos Teóricos:4.1. Metodología del Diseño4.1.1 Concepto4.1.2 Etapas de diseño4.1.3 Técnicas de Diseño4.2. Conceptos

Dentro de un gran sistema de información, la base de datos también esta sometida a un ciclo de vida. El ciclo devida de Base de Datos (DBLC). Contiene seis fases. Estudio inicial de la base de datos, Diseño de la base dedatos, Ejecución y carga, Pruebas y evaluaciones, Operación, Mantenimiento y evaluación. Ver figura 4.1.

4 Diseño lógico y diseño de implantación del ciclo de vida de desarrollo de base de datos

Figura 4.1.

Estudio inicial de labase de datos

Diseño de la basede datos

Ejecución y carga

Pruebas yevaluaciones

Operación

Mantenimientoy evaluación

Fase Acción (es)

Analizar la situación de la compañía Definir problemas y restricciones Definir objetivos Definir alcances y límites

Crear el diseño conceptual Seleccionar el software del DBMS Crear el diseño lógico Crear el diseño físico

Instalar el DBMS Crear la(s) base(s) de datos Cargar y convertir los datos

Probar la base de datos Afinar la base de datos Evaluar la base de datos y sus programas

de aplicación

Producir el flujo de información requerido

Introducir cambios Realizar mejoras

Sección

4.1

4.2

31

4.1 Estudio inicial de la base de datos

La figura 4.2. Ilustra los procesos interactivos e iteractivos requeridos para completar la primera fase del DBLCcon éxito.

Para analizar la situación de la compañía el diseñador de la base de datos debe descubrir cuáles son loscomponentes operativos de la compañía, cómo funcionan y cómo interactúan.

Las siguientes cuestiones deben resolverse

Un sistema de base de datos propuesto debe diseñarse para que ayude a resolver por lo menos los problemas másimportantes identificados durante el proceso de descubrimiento del problema.

4.2 Diseño de la base de datos

La segunda fase se enfoca en el diseño del modelo de base de datos que soportará las operaciones y objetivos dela compañía. Ésta es la fase del DBLC más crítica: asegúrese de que el producto satisfaga los requerimientos delusuario y del sistema. En suma, se tienen dos visualizaciones de los datos dentro del sistema: la visualización delos datos de la empresa con fuente de información y la del diseñador de la estructura de los datos, su acceso y lasactividades requeridas para transformarlos en información. La figura 4.3 compara estas visualizaciones.

Figura 4.2 Resumen de actividades en el estudio inicial de una base de datos

Son externos al sistema., son impuestos por el hardware y software existentes.

Analizar la situación de lacompañía

Definir problemas y restricciones

Objetivos de lacompañía

Operaciones de lacompañía

Estructura de lacompañía

Especificación para el sistema dela base de datos

Objetivos

Alcances

Limitaciones

¿Cuál es el ambiente operativo general de laorganización y cuál es su misión en eseambiente?¿Cuál es la estructura de la organización?

Se disponen de fuente de información formalescomo informales¿Cómo funciona le sistema actual?¿Qué datos de entrada requiere el sistema?¿Qué datos genera el sistema?¿Cómo se utilizan los resultados?¿Quién lo utiliza?

¿Cuál es el objetivo inicial del sistema?¿Interactuara el sistema con otros que ya existan o con los futuros que tenga la compañía?¿El sistema compartirá datos con otros sistemas o usuarios?

Define la extensión del diseño, de a cuerdo con los requerimientos operativos.¿El diseño comprenderá toda la organización, uno o más departamentos, o una o másfunciones de un solo departamento?

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La figura 4.4 Flujo de procedimiento en el diseño de una base de datos.

Compañía

Ingeniería Compras Producción

Información compartida

B.D. de la compañía

Visualización del gerente

¿Cuáles son los problemas? ¿Cuáles son las soluciones? ¿Qué información se requiere para

poner en obra las soluciones? ¿Qué datos se requieren para generar

la información deseada?

Visualización del diseñador

¿Cómo deben estructurarse los datos? ¿Cómo se accesarán los datos? ¿Cómo se transformarán los datos en

la información?

Figura 4.3 Dos visualizaciones de los datos: gerente de la compañía y diseñador

I. Diseño conceptual

Análisis de la base de datosy requerimientos

Modelado y normalización derelaciones entre entidades

Verificación del modelo de datos

Diseño de base de datos distribuida

Selección del software para elDBMS

Diseño lógico

Diseño físico

II.

III.

IV.

Determinar las visualizaciones del usuariofinal, los resultados y los requerimientos deprocesamiento de transacciones.

Definir entidades, atributos y relaciones.Dibujar diagramas E-R, normalizar tablas.

Identificar los procesos principales, actualizary eliminar reglas, validar reportes, consultas,vistas, integridad, seguridad.

Definir la ubicación de tablas, requerimientosde acceso y estrategia de fragmentación.

IndependienteDel DBMS

Transformar el modelo conceptual endefiniciones de tablas, vistas, etcétera.

Definir estructuras de almacenamiento yrutas de acceso para un desempeño óptimo.

DependienteDel DBMS

DependienteDel hardware

SQL Server, Oracle, IMS, Informix, Access,Ingress, etc.

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4.2.1 Diseño conceptual

En la etapa de diseño conceptual, se utiliza el modelado de datos para crear estructuras de base de datos abstractasque representen objetos del mundo real de la manera más real posible. El modelo conceptual debe dar cuerpo a unclaro entendimiento de la empresa y a sus áreas funcionales. A este nivel de abstracción, el tipo de hardware o demodelo de base de datos, o ambos a ser utilizados, es posible que aún no puedan ser identificados. Porconsiguiente, el diseño debe ser independiente del software y del hardware, de modo que el sistema pueda serconfigurado más adelante con cualquier hardware y plataforma de software que se elija.Tome en cuenta la siguiente regla de datos mínima:

Todo lo que se requiere está allí, y todo lo que está allí se requiere.

La figura 4.5. Resume las interacciones en el proceso de modelado E-R. la figura 4.6. Resume el arreglo deherramientas de diseño y fuentes de información que el diseñador puede utilizar para producir el modeloconceptual

Análisis de los datos, visualizaciónde los usuarios y reglas de negocio

Modelado E-R inicial

ÁmbitosVerificación

Normalización

Estudio inicial de lasbases de datos

Procesos en el DBLCy transacciones en la

base de datos

Modelo E-R final

Figura 4.5 El modelo E-R es un proceso iteractivo basado en muchas actividades

Fuentes de información

Reglas de negocio yrestricciones en los datos

Diagramas de Flujo deDatos

Descripciones Funcionalesdel Proceso (Visualizacióndel usuario)

Herramientas de diseño

Diagrama E-R

Normalización

Diccionario de datos

Modelo conceptual

ERD

Definición yvalidación

Figura 4.6 Herramientas de diseño conceptual y fuentes de información

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Todos los objetos (entidades, atributos, relaciones, vistas, etcétera) están definidos en el diccionario de datos, elcual se utiliza junto con el proceso de normalización para eliminar las anomalías de datos y los problemas deredundancia. Durante este proceso de modelado E-R, el diseñador debe:

• Definir entidades, atributos, claves principales y claves foráneas (las claves foráneas sirven como base paralas relaciones entre las entidades).• Tomar decisiones sobre la adición de atributos nuevos de la clave principal para satisfacer los requerimientosdel usuario final o de procesamiento, o ambos.• Tomar decisiones sobre el tratamiento de atributos de valores multivaluados.• Tomar decisiones sobre la adición de atributos derivados para satisfacer los requerimientos de procesamiento.• Tomar decisiones sobre las localizaciones de clave foránea en relaciones 1:1.• Evitar relaciones ternarias innecesarias.• Dibujar el diagrama E-R correspondiente.• Normalizar el modelo de datos.• Incluir todas las definiciones de elemento de datos en el diccionario de datos.• Tomar decisiones sobre convenciones de nominación estándar.

Proceso de verificación

Tome en cuenta que el proceso de verificación requiere la verificación continua de las transacciones de negocio,así como también los requerimientos del sistema y del usuario. La secuencia de verificación debe repetirse porcada uno de los módulos del sistema. La figura 4.7 ilustra la naturaleza iteractiva del proceso.

RESUMEN

Los datos constituyen la materia prima con la que se crea la información. La transformación de los datos eninformación se produce cuando el código de programación opera en los datos, con lo que se producenaplicaciones.

Un sistema de información se diseña para facilitar la transformación de los datos en información y para manejartanto los datos como la información. La base de datos es, por lo tanto, una parte muy importante del sistema deinformación. El análisis de sistemas es el proceso que establece la necesidad y la extensión de un sistema deinformación. El desarrollo de sistemas es el proceso de crear un sistema de información.

El Ciclo de Vida del Desarrollo de Sistemas (SDLC) rastrea el historial (ciclo de vida) de una aplicación dentrodel sistema de información. El SDLC se divide en cinco fases: planificación, análisis, diseños de sistemasdetallados, ejecución y mantenimiento. El SDLC es un proceso iterativo y no uno secuencial.

Identificar procesos

Definir pasos detransacciones

Verificar resultados

Modelo E-R

Cambiar el modelo E-R

Figura 4.7 Proceso iteractivo de verificación de modelo E-R

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El Ciclo de Vida de Base de Datos (DBLC) describe el historial de la base de datos dentro del sistema deinformación. El DBLC se compone de seis fases: el estudio inicial de la base de datos, el diseño de la base dedatos, ejecución y carga, pruebas y evaluaciones, operación, mantenimiento y evolución. Al igual que el SDLC, elDBLC es iterativo y no secuencial.

Como la base de datos es el componente más básico del sistema de información, el proceso de su diseño yejecución es de particular interés. El proceso de diseño y ejecución pasa por una serie de etapas bien definidas:1. El análisis de los datos y la recopilación de los requerimientos ayudan a determinar las visualizaciones de losusuarios y las necesidades de datos.

2. El producto final de la Etapa 1 produce la definición de entidades, atributos y relaciones pertinentes, el queconduce a su vez al modelo de relaciones entre entidades. Después, los componentes del modelo E-R dan lugar aun conjunto de tablas normalizadas.

3. El modelo conceptual se verifica mediante la identificación de sus procesos principales y mediante la definiciónde la reglas INSERT, UPDATE y DELETE apropiadas. Además, las visualizaciones del usuario y lasrestricciones en los datos apropiadas se revisan durante el proceso de verificación.

4. Después de la verificación, se analiza un diseño de base de datos distribuida para evaluar la ubicación de lastablas, las estrategias de fragmentación de la base de datos y los requerimientos de acceso.

5. Idealmente, la selección del software para la base datos se realiza junto con el desarrollo del modelo conceptual(Etapas 1 a 4). En el mundo práctico, menos perfecto, podría descubrirse que el software para la base de datos yaestá en su lugar y el diseño conceptual es parcialmente dictado por la existencia de ese software.

6. Dados el modelo conceptual y el software para la base de datos, el diseño lógico transforma el esquemaconceptual en la definición específica del DBMS de tablas, vistas, etcétera. El diseño lógico es, por lo tanto, unafunción de las características del DBMS seleccionado, aunque es independiente del hardware.

7. El diseño físico define estructuras de almacenamiento y rutas de acceso específicas a los datos y, porconsiguiente, es independiente del hardware.

8. La ejecución constituye la etapa final, en la que se cargan los datos, se crean las tablas y visualizaciones. Si esnecesario, los formatos de datos de atributo se transforman en formatos que puedan ser accesados con eficienciapor el DBMS seleccionado. La codificación y pruebas de las aplicaciones se completan durante esta etapa.

La parte conceptual del diseño puede someterse a algunas variaciones con base en dos filosofías de diseño.

Ascendente contra descendente. El diseño ascendente primero identifica los elementos de datos (atributos) yluego, los agrupa en conjuntos (entidades). El diseño descendente primero identifica las entidades y luego, definelos atributos de cada entidad. La selección de uno u otro método depende del alcance del problema de datos y delas preferencias personales. Sin embargo, como una regla general, el método descendente es superior en unambiente de datos complejo.

Centralizado contra descentralizado. Con el método centralizado las bases de datos relativamente simples sonfáciles de crear cuando las operaciones de la compañía se prestan para una "vista general" de la base de datos. Elmétodo de diseño descentralizado puede ser más apropiado cuando las operaciones de la compañía se esparcen através de sitios operativos múltiples (cada conjunto de datos de un sitio es un subconjunto de todas lasoperaciones rde la compañía) o cuando la base de datos se compone de un número de entidades muy grande quese somete a relaciones muy complejas.

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UNIDAD V ANALIZAR LA IMPLEMENTACIÓN DE BASES DE DATOS ATRAVÉS DE LOS DIVERSOS MODELOS DE BASES DE DATOS.

Objetivo: Diseño e implementación de base de datos utilizando SQL.

Contenidos Teóricos:5.1 Diseño empleando el modelo relacional5.2 Criterios del diseño5.3 Procedimiento del diseño5.4 Diccionario de Datos5.5 Algebra Relacional5.6 Implementación5.7 Procesamiento de transacciones5.8 Lenguaje de Datos5.9 Lenguaje de Manipulación de datos

EL ALUMNO FOTOCOPIARA EL CAPÍTULO 7, LABORATORIO UNIVERSITARIO:DISEÑO CONCEPTUAL DEL LIBRO PETER ROB/ CARLOS CORONEL, “SISTEMAS DE BASESDE DATOS”, THOMSON.

5.8 Lenguajes de bases de datos

EL ALUMNO INVESTIGARA HISTORIA DE SQL

Una vez finalizado el diseño de una base de datos y escogido un DBMS para su implementación, el primer pasoconsiste en especificar el esquema conceptual y el esquema interno de la base de datos.

Un sistema de bases de datos proporciona un lenguaje de definición de datos (DDL) para especificar el esquemaconceptual de la base de datos y un lenguaje de manipulación de datos (DML) para expresar las consultas a labase de datos y las modificaciones. En la practica, los lenguajes de definición y manipulación de datos no sonlenguajes separados., simplemente forman partes de un único lenguaje de bases de datos, como es SQL.

El DDL. lenguaje de definición de datos(Data Definition Language) es aquel que permite describir un esquemade base de datos. Las definiciones resultantes conformaran al DICCIONARIO DE DATOS.

SQL

DDL

DML

Crea tablas, campos e índicesModifica tablas, agregando o cambiando ladefinición de los camposElimina tablas e índices

CREATEALTER

DROP

Consulta registrosInserción de información en la B.DModifica valores de los campos y registrosElimina registros de una tabla de una B.D

SELECTINSERTUPDATEDELETE

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Un DICCIONARIO DE DATOS es un archivo que contiene metadatos que se consulta antes de leer o modificardatos reales en el sistema de base de datos.Permiten crear, las bases de datos, las tablas, definir índices y reglas de integridad. Igualmente modificar y borrarlo antes definido.

Ejemplo

CREATE TABLE prestamo(numero- prestamo integer, importe integer)

5.9 Lenguaje de Manipulación de Datos

A diferencia del anterior este tiene estrecha relación con las operaciones que los usuarios realizan sobre los datosalmacenados.

El DML (Data Manipulation Language) nos sirve para manejar la información contenida en la base de datos. Estemanejo consiste básicamente en la inserción, consulta, eliminación y modificación de la información.

El DML aplicado a nivel físico será utilizado para realizar procesos que permitan un acceso más eficiente a lainformación; en el nivel de visión tendrá como finalidad mostrar al usuario los datos en una forma clara y sencilla.

Existen dos tipos de DML:

DE PROCEDIMIENTOS.- Requieren que el usuario especifique que datos se necesitan y cómo obtener esosdatos.

Esto quiere decir que el usuario debe especificar todas las operaciones de acceso a datos llamando a losprocedimientos necesarios para obtener la información requerida. Estos lenguajes acceden a un registro, loprocesan y basándose en los resultados obtenidos, acceden a otro registro, que también deben procesar. Así se vaaccediendo a registros y se van procesando hasta que se obtienen los datos deseados. Las sentencias de un LMDprocedural deben estar embebidas en un lenguaje de alto nivel, ya que se necesitan sus estructuras (bucles,condicionales, etc.) para obtener y procesar cada registro individual. A este lenguaje se le denomina lenguajeanfitrión.

SIN PROCEDIMIENTOS.- Requieren que el usuario especifique que datos se necesitan sin especificar cómoobtener esos datos.

Los DML de procedimientos son mucho más eficientes en lo que respecta a sus capacidades de manejo y controlde la información, pero su complejidad es mayor.

SQL es el lenguaje de consulta más ampliamente usado y es un lenguaje no procedimental.

EJEMPLO

SELECT saldo FROM prestamo.,INSERT INTO prestamo (numero-prestamo)VALUES (‘3’) .,UPDATE prestamo SET saldo=10.,DELETE importe FROM prestamo.,

Programas de aplicación: Son programas que se usan para interaccionar con la base de datos. los programas deaplicación se escriben usualmente en un lenguaje anfitrión, tal como, c, c++, java, basic, entre otros.

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Los programas de aplicación normalmente acceden a bases de datos mediante Extensiones de lenguaje que permiten embeber SQL. Interfaces de programación de aplicaciones (p.e. ODBC/JDBC) que permiten enviar consultas SQL a una basede datos.

5.9.1 Componentes del SQL

El lenguaje SQL está compuesto por comandos, cláusulas, operadores y funciones de agregado. Estos elementosse combinan en las instrucciones para crear, actualizar y manipular las bases de datos.

5.9.2 Comandos

Existen dos tipos de comandos SQL: DDL que permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e índices. DML que permiten generar consultas para ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos.

Comandos DDL

CREATE: Utilizado para crear nuevas tablas, campos e índicesDROP: Empleado para eliminar tablas e índicesALTER: Utilizado para modificar las tablas agregando campos o cambiando la definición de los campos

Comandos DML

SELECT: Utilizado para consultar registros de la base de datos que satisfagan un criterio determinadoINSERT: Utilizado para cargar lotes de datos en la base de datos en una única operaciónUPDATE: Utilizado para modificar los valores de los campos y registros especificadosDELETE: Utilizado para eliminar registros de una tabla de una base de datos

5.9.2.1 Cláusulas

FROM WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY

5.9.2.2 Operadores Lógicos

AND OR NOT

5.9.2.3 Operadores de Comparación

< Menor que > Mayor que <> Distinto de <= Menor ó Igual que >= Mayor ó Igual que

= Igual que BETWEEN: Utilizado para especificar unintervalo de valores.

LIKE: Utilizado en lacomparación de un modelo

In: Utilizado para especificar registros de una base de datos5.9.2.4 Funciones de Agregado

Las funciones de agregado se usan dentro de una cláusula SELECT en grupos de registros para devolver un únicovalor que se aplica a un grupo de registros.

AVG: Utilizada para calcular el promedio de los valores de un campo determinado.COUNT: Utilizada para devolver el número de registros de la selección.

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SUM: Utilizada para devolver la suma de todos los valores de un campo determinado.MAX: Utilizada para devolver el valor más alto de un campo especificado.MIN: Utilizada para devolver el valor más bajo de un campo especificado.

5.9.2.5 Consultas con Predicado

El predicado se incluye entre la cláusula y el primer nombre del campo a recuperar, los posibles predicados son:ALL: Devuelve todos los campos de la tabla.TOP: Devuelve un determinado número de registros de la tabla.DISTINCT: Omite los registros cuyos campos seleccionados coincidan totalmente.DISTINCTROW: Omite los registros duplicados basándose en la totalidad del registro y no sólo en los camposseleccionados.

UNIDAD VI ADMINISTRACIÓN Y SEGURIDAD.

Objetivo: Identificar los conceptos sobre administración y seguridad en las bases de datos.

Contenidos Teóricos:6.1 Gestión de base de datos6.2 Funciones del ADB (administrador de base de datos)6.3 Objetivos del ADB6.4 Integridad de la base de datos6.5 Seguridad de la base de datos6.6 Recuperación de la base de datos

6.1 Gestión de base de datos

El alcance de la actividad de la Administración de Datos es la organización completa (empresa, institución uotro organismo), mientras que el alcance de la Administración de Bases de Datos queda restringido a una Basede Datos en particular y a los sistemas que los procesan. La Administración de la Base de Datos opera dentro deun marco proporcionado por la Administración de Datos facilitándose de esta manera el desarrollo y el uso de unaBase de Datos y sus aplicaciones. Las siglas DBA suelen utilizarse para designar tanto la funciónAdministración de Base de Datos como al titulo del puesto administrador de Base de Datos.

La responsabilidad general del DBA es facilitar el desarrollo y el uso de la Base de Datos dentro de las guías deacción definidas por la administración de los datos.

6.2 Funciones del administrador de bases de datos (DATE)

DEFINIR EL ESQUEMA CONCEPTUAL: es tarea del administrador de datos decidir con exactitud cual es lainformación que debe mantenerse en la base de datos, es decir, identificar las entidades que interesan a la empresay la información que debe registrarse acerca de esas entidades. Este proceso por lo general se denomina diseñológico –a veces conceptual- de bases de datos. Cuando el administrador de datos decide el contenido de la base dedatos en un nivel abstracto, el DBA crea a continuación el esquema conceptual correspondiente, empleando elDDL conceptual. El DBMS utilizará la versión objeto (compilada) de ese esquema para responder a lassolicitudes de acceso. La versión fuente sin compilar servirá como documento de referencia para los usuarios delsistema.

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DEFINIR EL ESQUEMA INTERNO: el DBA debe decidir también como se representará la información en labase de datos almacenada. A este proceso suele llamársele diseño físico de la base de datos. Una vez hecho esto elDBA deberá crear la definición de estructura de almacenamiento correspondiente (es decir el esquema interno)valiéndose del DDL interno. Además deberá definir la correspondencia pertinente entre los esquemas interno yconceptual. En la práctica, ya sea el DDL conceptual o bien el DDL interno incluirán seguramente los mediospara definir dicha correspondencia, pero las dos funciones (crear el esquema, definir la correspondencia) deberánpoder separarse con nitidez.

VINCULARSE CON LOS USUARIOS: el DBA debe encargarse de la comunicación con los usuarios,garantizar la disponibilidad de los datos que requieren y escribir - o ayudar a los usuarios a escribir- los esquemasexternos necesarios, empleando el DDL externo aplicable. Además, será preciso definir la correspondencia entrecualquier esquema externo y el esquema conceptual. En la práctica, el DDL externo incluirá con toda probabilidadlos medios para especificar dicha correspondencia, pero en este caso también el esquema y la correspondenciadeberán poder separarse con claridad. Cada esquema externo y la correspondencia asociada existirán en ambasversiones fuentes y objeto.

DEFINIR LAS VERIFICACIONES DE SEGURIDAD E INTEGRIDAD: las verificaciones de seguridad yde integridad pueden considerarse parte del esquema conceptual. El DDL conceptual incluirá los medios paraespecificar dichas verificaciones.

DEFINIR PROCEDIMIENTOS DE RESPALDO Y RECUPERACION: en caso de que sufra daño cualquierporción de la base de datos – por causa de un error humano, digamos, o una falla en el equipo o en el sistema quelo apoya – resulta esencial poder reparar los datos implicados con un mínimo de retraso y afectando lo menosposible el resto del sistema. En teoría, por ejemplo la disponibilidad de los datos no dañados no debería verseafectada. El DBA debe definir y poner en práctica un plan de recuperación adecuado que incluya, por ejemplo unadescarga o "vaciado" periódico de la base de datos en un medio de almacenamiento de respaldo, y procedimientospara cargar otra vez la base de datos a partir de vaciado más reciente cuando sea necesario.

SUPERVISAR EL DESEMPEÑO Y RESPONDER A CAMBIOS EN LOS REQUERIMIENTOS: esresponsabilidad del DBA organizar el sistema de modo que se obtenga el desempeño que sea "mejor para laempresa", y realizar los ajustes apropiados cuando cambien los requerimientos.

INVESTIGAR LAS FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS SEGÚN(KORTH)

6.3 Objetivos del DBA

El DBA es responsable primordialmente de:

Administrar la estructura de la Base de Datos Administrar la actividad de los datos Administrar el Sistema Manejador de Base de Datos Establecer el Diccionario de Datos Asegurar la confiabilidad de la Base de Datos Confirmar la seguridad de la Base de Datos.

Administración de la estructura de la base de datos: La administración de la estructura de la Base de Datosincluye participar en el diseño inicial de la misma y su puesta en práctica así como controlar, y administrar susrequerimientos, ayudando a evaluar alternativas, incluyendo los DBMS a utilizar y ayudando en el diseño generalde BD. En los casos de grandes aplicaciones de tipo organizacional, el DBA es un gerente que supervisa el trabajodel personal de diseño de la BD.

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Implicaciones por la modificación de esquemas: Las solicitudes de modificación son inevitables una vez que elsistema ha entrado en operación, pueden aparecer solicitudes de nuevos requerimientos o estos pueden resultar deuna comprensión inadecuada de los mismos. En cualquier caso, deberán efectuarse modificaciones en relacióncon toda la comunidad de la BD.

Una administración eficaz de la BD debe incluir procedimientos y políticas mediante las cuales los usuariospuedan registrar sus necesidades de modificaciones, y así la comunidad podrá analizar y discutir los impactos dedichas modificaciones, determinándose entonces la puesta o no en practica de tales alteraciones.

En razón del tamaño y complejidad de una BD y de sus aplicaciones, las modificaciones pudieran tener resultadosinesperados. El DBA debe estar preparado para reparar la BD y reunir suficiente información para diagnosticar ycorregir el problema provocado por la falla. Después de un cambio la BD es más vulnerable a fallas.

Documentación: la responsabilidad final de un DBA en la administración de la estructura de una BD es laDOCUMENTACIÓN. Es de suma importancia saber que modificaciones han sido efectuadas, como fueronrealizadas y cuando fueron establecidas. Una modificación sobre la estructura de la BD pudiera ocasionar un errorque no apareciera a corto plazo.

Administración de la actividad de datos: aunque el DBA protege los datos, no los procesa. El DBA no esusuario del sistema, en consecuencia, no administra valores de datos; el DBA administra actividad de datos.Dado que la BD es un recurso compartido, el DBA debe proporcionar estándares, guías de acción, procedimientosde control y la documentación necesaria para garantizar que los usuarios trabajan en forma cooperativa ycomplementaria al procesar datos en la BD.

Como es de suponerse, existe una gran actividad al interior de un DBMS. La concurrencia de múltiples usuariosrequieren de estandarizar los procesos de operación; el DBA es responsable de tales especificaciones y deasegurarse que estas lleguen a quienes concierne. Todo el ámbito de la BD se rige por estándares, desde la formacomo se capture la información (tipo, longitud, formato), como es procesada y presentada. El nivel deestandarización alcanza hasta los aspectos más internos de la BD; como sé accesa a un archivo, como sedeterminan los índices primarios y auxiliares, la foliación de los registros y demás.

Una administración de BD efectiva deberá disponer siempre de este tipo de estándares; entre las funciones delDBA se encuentra la de revisarlos periódicamente para determinar su operatividad, y en su caso ajustarlos,ampliarlos o cancelarlos. Es también su responsabilidad el que estos se cumplan.

Cuando se definen estándares sobre la estructura de la BD, estos deben registrarse en una sección del diccionariode datos a la que todos aquellos usuarios relacionados con ese tipo de proceso pueden acceder.

Entre las alternativas mas utilizadas por el DBA para tratar de resolver o minimizar este problema se encuentranlas siguientes:

a) Restringir el acceso a los procedimientos para ciertos usuarios.b) Restringir al acceso a los datos para ciertos usuarios procedimientos y/o datos.c) Evitar la coincidencia de horarios para usuarios que comparten.

El DBA es el responsable de la publicación y mantenimiento de la documentación en relación con la actividad delos datos, incluyendo los estándares de la BD, los derechos de recuperación y de acceso a la BD, los estándarespara la recuperación de caídas y el cumplimiento de las políticas establecidas. Los productos DBMS máspopulares que se encuentran en el mercado proporcionan servicios de utilerías para ayudar al DBA en laadministración de los datos y su actividad. Algunos sistemas registran en forma automática los nombres de los

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usuarios y de las aplicaciones a las que tienen acceso así como a otros objetos de la BD. Incorpora tambiénutilerías que permitan definir en el diccionario de datos las restricciones para que determinadas aplicaciones omódulos de ellas solo tengan acceso a segmentos específicos de la BD.

6.4 Integridad de la base de datos

Un control de integridad o restricciones es aquel que nos permite definir con precisión el rango de valores validospara un elemento y/o las operaciones que serán consideraciones validas en la relación de tale elementos.

El objetivo primordial de un control de integridad es la reducción de la inconsistencia en la BD.

Las restricciones de integridad normalmente se aplican en tres niveles:

UN ATRIBUTO SIMPLE: Se define un dominio del atributo que es totalmente independiente del resto delentorno de la Base de Datos.

UN ATRIBUTO DEPENDIENTE DE OTRO: Se definen subconjuntos de dominios posibles para unatributo X según el valor que previamente a sido asignado al atributo W.

RELACIONES ENTRE TUPLAS DE UNA O VARIAS TABLAS: Se especifican valores posibles pararegistros completos según los valores acumulados registros previos o por valores existentes en registros deotras tablas.

La implementación de la cardinalidad resultante en el modelo será una de las restricciones importantes que elsistema debe considerar.

La programación de todas estas restricciones regularmente corre a cuenta de un programador especializado (quepudiera ser el DBA), mediante la adición de módulos al sistema; lo anterior dado que los DBMS comúnmente noincorporan facilidades para su implementación.

6.5 Seguridad de la base de datos

Existen múltiples riesgos para la seguridad de la información durante la operación, implantación y tiemposmuertos en el sistema.

Riesgos en la implantación: Cuando se esta instalando o actualizando un sistema, los principales factores deriesgo son aquellos relacionados con el ajuste de formatos, dominios y otros parámetros que pueden verseafectados por la conversión del sistema; ya sea manual-automatizado o automatizado-automatizado.

Cuando el sistema que se implanta ha de recibir nueva información, es importante el establecimiento de códigosque permitan validar la captura para minimizar los riesgos de información no confiable.

Riesgos en la operación: Mientras el sistema se encuentra en uso, se dice que las operaciones se realizan enlínea; es decir, la información se afecta por medio de los procedimientos definidos en el sistema.

La protección más común para reducir estos riesgos consiste en el establecimientos de claves de operación(Password) tanto para accesar a la aplicación como a las diversas operaciones que esta desempeña.

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Las claves pueden asignarse: Genérico Por niveles de seguridad Por tipos de acceso a los datos.

La selección de las claves de acceso debe llevarse a cabo utilizando los siguientes criterios:

No información que pueda asociarse al usuario. Fácil de recordar, difícil de adivinar. Debe utilizar un parámetro variable o algoritmo

Algunos sistemas que manejan claves fijas pueden incluir controles sobre el usuario que lo obliguen a modificarsu clave de acceso con cierta regularidad.

Es importante que el código que mantiene la tabla de claves de usuarios en el sistema se encuentre encriptado.

Riesgos en tiempos muertos: Cuando el sistema no se encuentra en operación la información esta expuesta a seralterada fuera de línea; es decir, sin utilizar los programas de aplicación diseñados para este fin.

Algunas de las técnicas más utilizadas para evitar y en algunos casos sólo para ejecutar modificaciones fuera delínea son:

Encriptamiento: Consiste en convertir la información de la BD a un formato que resulte ilegible sino sedispone del algoritmo de conversión.

Aplicación de totales de control: Consiste en generar registros ficticios que son agregados a la BD y quepermitirán detectar la inserción, eliminación o modificación de datos en la gran mayoría de los casos.

Dígitos de control: son caracteres que se anexan a las claves o a los datos que serán manejados con el objetode autentificar su validez.

Su aplicación se extiende a procesos en línea y protección fuera de línea.

6.6 Recuperación de la base de datos

6.6. 1 Respaldo

En la práctica el empleo de volver a leer la entrada de una transacción o la restauración mediante imágenesposteriores dependen de la disponibilidad de una copia de respaldo de una versión anterior de la base de datos. Silas versiones se utilizan como copias de respaldos pueden construirse volviendo a posicionare la señal actual denivel máximo de otra manera, los respaldos se crean por copiado. Es posible generar periódicamente copias derespaldo y conservar una serie de versiones anteriores. Cada copia de respaldo estará identificada por tiempo yfecha y por la última transacción incluida. Una copia de respaldo debe generarse mientras la base de datos esta enreposo, ya que las actualizaciones durante el copiado pueden provocar que la copia se inconsistente. En la base dedatos muy grandes puede no presentarse nunca un periodo de descanso lo suficientemente largo para realizar unacopia de respaldo.

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6.6.2 Recuperación

A continuación se presentaran una serie de pasos que podrán seguirse cuando se presente una falla en el sistema yse desee recuperar la información:

1. Detección del error, el proceso de recuperación se inicia al detectar la existencia de un error. Se consideraránfallas de sistemas detectadas por falta de acción del sistema o por verificaciones irrecuperables deredundancia y salida incorrecta observada por un usuario.

2. Determinación de la fuente del error, para decidir cual es la mejor acción correctora es necesariodeterminar la extensión del daño. Desde luego este esfuerzo es muy relacionado con la determinación deltiempo y la causa del error. Después de una caída o cuando el procesamiento sea interrumpido debido a unaseñal de error, es necesario determinar tantos aquellas áreas del archivo de datos que sean sospechosas comocuál fue la transacción que no se concluyo.

3. Ubicación de errores secundarios, cuando se ha detectado un error que provocó una modificacióninadecuada a un archivo un rastreo a través de las listas de actividad encontrara aquellas transacciones queemplearon el bloque correcto. Entonces es posible volver a introducir automáticamente el bloque correcto delas transacciones afectadas y producir resultados correctos.

4. Aplicación de correcciones, si la extensión del daño es limitada, puede utilizarse un proceso de volver aenrollar. Las porciones dañadas del archivo se restauran aplicando primero aquellas imágenes anteriores a losbloques en error reemplazando después de las transacciones incompletas. La salida proveniente de estastransacciones se suprime de ser posible, para evitar duplicar resultados que previamente se hayan enviado alos usuarios.

UNIDAD VII BASES DE DATOS DESCENTRALIZADAS, CENTRALIZADAS YDISTRIBUIDAS.

Objetivo: Comprender la razón de ser de las Bases de datos distribuidas, comparar sus características conrespecto a las bases de datos centralizadas.

Contenidos Teóricos:7.1 Nuevas áreas de aplicación de las bases de Datos7.2 Sistemas Distribuidos7.3 Sistemas Basados en la lógica7.4 Sistemas Paralelo

INVESTIGAR LOS SIGUIETES TEMAS

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Glosario

Atributos: Describen propiedades que posee cada miembro de un conjunto de entidades.

Atributos Derivados: El valor para este tipo de atributo se puede derivar de los valores de otros atributos o entidades relacionados.

Base de Datos: Serie de datos organizados y relacionados entre si, los cuales son recolectados y explotados por el sistema de información de una empresa o negocio en particular. Clave: Permite identificar un conjunto de atributos suficiente para distinguir las entidades entre sí. Las claves también ayudan a identificar unívocamente a las relaciones y así a distinguir las relaciones entre sí. Clave Ajena o Foránea: Duplicación en la tabla relacionada de la clave principal. Si el campo definido como clave principal o primaria en una tabla forma parte también de otra tabla se llamará clave ajena. También llamada Foreign Key.

Clave Principal: Campo de la tabla que identifica inequívocamente un registro, no pudiendo existir dos registros con la misma clave principal. Esta clave sirve para identificar un registro en concreto. También llamada Primary Key.

DDL: Permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e índices. DML: Permiten generar consultas para ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos. Dominio: Es el conjunto de valores permitidos para cada atributo. Entidad: Es una «cosa», «persona» u «objeto» en el mundo real que es distinguible de todos los demás objetos. ANSI (1977). Ejemplar de Base de Datos (ocurrencia del esquema): Colección de información almacenada en la base de datos en un momento particular. Especialización: Es el resultado de tomar un subconjunto de entidades de alto nivel para formar un conjunto de entidades de más bajo nivel. Esquema: Es el diseño completo de la base de datos. Los esquemas son raramente modificados. Formas Normales: Son las técnicas para prevenir las anomalías en las tablas. Dependiendo de su estructura, una tabla puede estar en primera forma normal, segunda forma normal o en cualquier otra. Generalización: Es el resultado de la unión de 2 o más conjuntos de entidades (de bajo nivel) para producir un conjunto de entidades de más alto nivel. La generalización se usa para hacer resaltar los parecidos entre tipos de entidades de nivel más bajo y ocultar sus diferencias. Herencia de Atributos: Un conjunto entidad de nivel más bajo hereda todos los atributos y participaciones en asociaciones del conjunto entidad de nivel superior al que está enlazado. Independencia Física de los Datos: Es la habilidad para modificar el esquema físico sin cambiar el esquema lógico.

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Glosario

Interbloqueo (DEAD LOCK): Se presenta cuando dos procesos que compitan por recursos comunes inician su ejecución tomando alguno de ellos y bloqueándolo en este momento.

Modelo Entidad-Relación: Está basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos. A demás este se utiliza habitualmente en el proceso de diseño de bases de datos . Modelo de Datos: Se utilizará para significar una descripción conceptual del espacio del problema mediante una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia.

Nivel Físico: Es el nivel mas bajo de abstracción, determina como están almacenados físicamente los datos (pistas, sectores, cilindros), volúmenes, archivos, tipos de datos, punteros, etc., representa el nivel más bajo. Nivel Lógico o Conceptual: Es aquel en el que se definen las estructuras lógicas de almacenamiento y las relaciones que se darán entre ellas. Determina la organización de los archivos. Índices, llaves, orden de campos, tipos de datos. Nivel de Vistas: Es aquel en el que se presenta al usuario final y que puede combinaciones o relaciones entre los datos que conforman a la base de datos global. Relación: Es la asociación que existe entre dos a más entidades.

Sistema: Un sistema es un conjunto de componentes que interaccionan entre sí para lograr un objetivo común. Sistema de Información: puede definirse técnicamente como un conjunto de componentes interrelacionados que permiten capturar, procesar, almacenar y distribuir la información para apoyar la toma de decisiones y el control en una institución. Sistema de Bases de datos: es una colección de archivos interrelacionados y un conjunto de programas que permitan a los usuarios acceder y modificar estos archivos.

Sistemas de Recuperación de Información: se ocupan del tratamiento de datos no estructurados (documentos). Estos sistemas proporcionan facilidades de thesaurus, búsqueda en texto libre, etc. Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD): Es una colección de programas de aplicación que proporcionan al usuario de la base de datos los medios necesarios para realizar las siguientes tareas: Definición de los datos a los distintos niveles de abstracción (físico, lógico y externo). Valor Perdido: valor que existe pero no se tiene esa información.

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Bibliografía

Básica

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